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세페이드 변광성의 광도와 변광 주기 사이의 관계는 매우 정확하다. 세페이드 변광성은 1세기에 걸쳐 [[표준 광원]]으로 사용되어 왔고, [[외부은하 거리척도]]의 일익을 담당하고 있다. 주기-광도 관계는 1912년 헨리에타 스완 리빗이 발견했다. 그녀는 수백 개에 이르는 세페이드 변광성의 광도를 측정했고 여기서 독특한 주기-광도 관계를 발견했다. 3일 주기를 갖는 세페이드의 광도는 [[태양광도|태양]]의 800배이다. 30일 주기를 갖는 세페이드의 광도는 태양의 1만 배이다.
 
지구에 가까우면서 거리를 정확하게 알고 있는 세페이드 변광성들을 통해 그 세페이드 변광성이 있는 은하까지의 거리를 측정할 수 있다. 매우 밝은데다 거리를 정확하게 알 수 있기 때문에, 세페이드 변광성들은 외부 은하 혹은 성단까지의 거리를 재는 데 사용되는, 이상적인 표준광원의 역할을 하고 있다. 물론 우리는 어떤 세페이드 변광성의 정확한 위치를 모르기 때문에 약간의 오차는 존재할 수 있다. 이 오차는 관측 결과에 크게 영향을 줄 정도는 아니다.
 
상대적으로 매우 밝기 때문에 세페이드 변광성들은 매우 먼 곳에서도 보인다. [[에드윈 허블]]은 [[안드로메다 은하]]에 있는 세페이드 몇 개를 처음으로 찾아냈으며, '외부은하'의 존재를 입증했다(이 당시만 해도 외부은하에 대한 개념은 존재하지 않았다). 최근 [[허블 우주 망원경]]은 6천만 광년 떨어진 [[처녀자리 은하단]]에 있는 세페이드 항성 여럿을 발견하는 데 성공했다.
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