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20世纪初的争论
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从1885年起，人们就在仙女座大星云里陆续地发现了许多新星，从而推断出仙女座星云不是一团通常的尘埃气体云，而是由许许多多恒星构成的系统，而且恒星的数目一定极大，这样才有可能在它们中间出现那么多的新星。
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随着星云观测的进展，对仙女座星云是在银河系中还是更遥远的恒星集团这个问题，学术界分为两大阵营，开始了激烈的争论。20世纪初，美国两名非常资深的天文学家在进行这一场争论。柯提斯认为仙女座星云是银河系之外的天体，而薛普利则认为仙女座星云是银河系内部的天体。
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柯提斯研究了仙女座星云爆发的超新星，发现仙女座星云爆发的超新星的亮度非常地暗。这就说明仙女座星云与地球之间的距离非常遥远。他还大致算出了仙女座星云大致离我们有50万光年，这远大于银河系的直径。这就证明仙女座星云不是银河系内部的天体。另一位天文学家列举出一些证据，认为仙女座星云是银河系内部的天体。双方进行了一场著名的争论。
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直到1924年，美国天文学家哈勃用当时世界上最大的望远镜在仙女座大星云的边缘找到了被称为“量天尺”的造父变星，利用造父变星的光变周期和光度的对应关系，也就是周光关系才定出仙女座星云的准确距离，证明它确实是在银河系之外，仙女座星云应改称为仙女座星系。关于仙女座星云的争论也就此画上了句号。
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 仙女座星系
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美丽的仙女座
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 [:1700895530]
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 15 使用亮度变化的恒星 测量天体的距离
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在测量不知距离的星团、星系时，只要能观测到其中的造父变星，利用周光关系就可以将星团、星系的距离确定出来。因此，造父变星被人们誉为“量天尺”。
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δ型变星
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仙王座紧挨北极星，与北斗星遥遥相对，我们全年都可看到这个星座，特别是秋天夜晚更是引人注目。仙王座中有许多变星，其中最著名的就是于1784年发现的δ星，我国古代称其为造父一。造父一最亮时是3.5星等，最暗时为4.4星等，它的光变周期非常准确，为5天8小时47分钟28秒。星等是一个表示星体亮度的概念，它的数值越大，星体越暗。
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天文学家把此类星都叫作造父变星，它们的光变周期有长有短，但大多在1—50天之间，并以5—6天为最多。北极星也是一颗造父变星。天文学家发现这些变星的亮度变化与它们变化的周期存在着一种确定的关系，光变周期越长，亮度变化越大，并得到了周光关系曲线。
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测量遥远天体的距离
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根据这个性质，天文学家就找到了比较造父变星远近的方法，如果两颗造父变星的光变周期相同则认为它们的光度就相同。因此，只要用其他方法测量了较近造父变星的距离，就可以知道周光关系的参数，进而就可以测量遥远天体的距离。
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假设有两颗周期相同、在地球上看起来亮度不同的造父变星，而且到看起来比较明亮的变星的距离是已知的，因为周期相同，所以两个变星的本来的亮度相同，如果较暗的变星的亮度是较亮的变星的亮度的1/100，那么就可以得出到较暗的变星的距离是到明亮的变星距离的10倍。
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使用造父变星来测量遥远天体的距离很方便。其他的测量方法还有利用天琴座RR变星以及新星等方法。
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