利用球状星团速度弥散测量星系距离

精确的距离是获取天体固有属性（如光度或大小）的关键。球状星团（GCs）的绝对星等与其内部恒星速度弥散（$\sigma$）之间存在明确的关系，这提供了一种通过高分辨率光谱测量其宿主星系距离的独立方法。这让人联想到椭圆星系的“Faber-Jackson”关系。然而，与星系不同的是，GCs的质光比范围非常窄，且恒星形成历史简单。在此我们表明，GC的 $M_V - \text{log}_{10}(\sigma)$ 关系是线性的，其斜率在银河系和M31的GC系统中是相同的。基于此，我们利用94个具有Gaia视差距离或自行弥散剖面的银河系GCs来推导M31的“GC速度弥散”距离（GCVD），得到 $(m-M)_0=24.51\pm0.08$（$d=798\pm28$ kpc），与独立测量结果高度一致。结合这两个星系的数据，我们利用296个具有高质量测量值的GCs建立了一条基准关系，得到的零点不确定性（$\pm 0.06$ mag）对应于约3%的距离不确定性。随后，我们应用GCVD方法测量了巨椭圆星系NGC\,5128（半人马座A）的距离，得到 $(m-M)_0= 27.95\pm0.09$（$d=3.89\pm0.16$ Mpc）。这与文献中基于红巨星支顶端或表面亮度涨落的估计值高度一致，在某些情况下甚至更为精确。我们将GCVD应用于具有适当数据的本星系群星系，发现即使在仅有一个GC速度弥散测量的情况下，结果也与文献值吻合良好。