强推！《第一推动丛书·宇宙系列》值得熬夜品读！(11)

天文学家不能用造父变星的尺子去测量到最远的星系的距离，因为在那么远的距离上已无法检测到造父变星。相反，他们必须采用一种完全不同的测量技术，它依赖于这样一个合理的假设：仙女座星系中最亮的恒星本质上与任何其他星系里最亮的恒星一样亮。因此，如果遥远星系的最亮的恒星的视亮度只有仙女座星系中最亮的星的1/100（1/102），那么该星系的距离被认为是仙女座星系的10倍，因为亮度与距离的平方成反比。
尽管恒星的亮度差别很大，但用这种方法来测量距离不是没有道理。例如人的身高差异也很大，但随机选取50个成年人组成一个样本，我们可以合理地假设其中最高的人的高度大致为190厘米。因此，如果将这样的两个组分开适当的距离，我们看到一个组里最高者的高度是另一个组最高者的三分之一，那么我们可以合理地猜测，前一组的距离是后一组的3倍远。这是因为两个组里最高的人的高度应大致相等，而表观高度与距离成反比。这种方法不尽完美，因为一个组拉来的人可能正要去参加篮球赛，而另一个组的人原本可能是要去参加赛马。但在大多数情况下，这种距离估计的误差应在百分之几以内。
如果用这种方法来评估人的平均身高或恒星的平均亮度，将更加准确。但天文学家们研究的天体是如此遥远，他们不得不将这种方法应用到每个星系的最亮的恒星上，这是他们能够看到的对象。自1940年以来，天文学家一直就用这一技术来测量遥远星系的距离，并自信这么做基本上是可靠的，尽管他们有思想准备，所测的距离可能需要进行调整。这就是为什么巴德要求桑德奇来检查他的估计值。事实上，桑德奇发现，最亮恒星方法有一个根本性的缺陷。
由于照相术的改进，桑德奇可以看出，以前一直被认定为遥远星系中最亮的恒星其实是聚在一起的别的东西。宇宙中大部分的氢已聚合成熟悉的致密星，但也有相当数量的氢是以巨大的云团的形式存在的，它们称为HⅡ区。HⅡ区吸收周围恒星的光，并被这些光加热到超过10000℃。由于它的温度和大小，一个HⅡ区的光度可以盖过几乎所有的恒星。
在桑德奇之前，天文学家一直无意识地错将仙女座星系中可见的最亮恒星与更遥远的、新发现的星系里最亮的HⅡ区做比较。以为HⅡ区是恒星。天文学家认为这些新星系比较接近，因为它们的最亮“恒星”看起来相对较亮。当桑德奇得到了分辨率高到足以将这些HⅡ区与真正的恒星区分开来的图像后，他的结论是，遥远星系中最亮的恒星实际上要比误解的HⅡ区暗很多，因此这些星系必定比以前估计的远得多。