Delta Cephei verdoppelt die Helligkeit nach einem genauen Zeitplan alle 5,36 Tage. Seine Helligkeitsänderungen sind an seine absolute Helligkeit gebunden. Erfahren Sie, wie dieser Stern dazu beigetragen hat, die bekannte Entfernungsskala unserer Galaxie und unseres Universums zu bestimmen.
Wie Lichter in einem dunklen Tunnel werden Sterne im fernen Universum schwächer, je weiter sie entfernt sind. Da sie mit einer Rate pulsieren, die mit ihren eigenen inneren Helligkeiten korreliert, offenbaren die variablen Sterne der Cepheiden ihre eigenen wahren Entfernungen. Bild über das letzte Wort auf nichts
An der südöstlichen Ecke des hausförmigen Sternbilds Cepheus the King befindet sich ein faszinierender variabler Stern namens Delta Cephei. Im Uhrzeigersinn verdoppelt sich die Helligkeit dieses eher schwachen Sterns, wird auf ein Minimum reduziert und verdoppelt sich dann alle 5,36 Tage. Du kannst sehen es ändert sich über einen Zeitraum von Tagen. Der gesamte Zyklus ist nur für das Auge in einem ausreichend dunklen Himmel sichtbar. Dieser Stern und andere wie er haben sich einen Platz gesichert, der genauso wichtig ist Standardkerzen für die Festlegung der Größe der Galaxie und des Universums.
Delta Cephei selbst spielt in der Geschichte der Astronomie eine große Rolle. Zu Ehren dieses Sterns wird eine ganze Klasse von Überriesensternen - sogenannte Cepheid-Variablen - benannt.
Wie Delta Cephei ändern auch Cepheid-Sterne in regelmäßigen Abständen zuverlässig ihre Helligkeit. Der Zeitraum kann je nach Stern zwischen einem und 100 Tagen liegen Helligkeit oder Eigenhelligkeit. Die Astronomen haben gelernt, dass die innere Helligkeit des Sterns umso größer ist, je länger der Zyklus ist. Dieses Wissen ist ein mächtiges Werkzeug in der Astronomie, um Entfernungen über weite Strecken zu untersuchen.
Diese Grafik - Messung von Helligkeitsschwankungen über die Zeit - wird von Astronomen als Lichtkurve bezeichnet. Es ist die Lichtkurve von Delta Cephei, die ebenso zuverlässig wie eine feine Uhr ihre Helligkeit verdoppelt und dann alle 5.366341 Tage wieder verblasst.
Wie können variable Sterne von Cepheid dazu beitragen, kosmische Entfernungen zu messen? Da sich Delta Cephei und andere Sterne seiner Klasse so zuverlässig unterscheiden - und der Zyklus ihrer Helligkeitsänderung so stark von ihren inneren Helligkeiten abhängt - können diese Sterne zum Messen von Entfernungen über den Raum verwendet werden. Astronomen bezeichnen Objekte, die auf diese Weise verwendet werden können Standardkerzen.
Wie funktioniert es? Zunächst messen Astronomen sorgfältig die Pulsationsraten dieser Sterne. Leider sind die Entfernungen zu sehr wenigen - wenn überhaupt - Cepheid-Variablensternen nahe genug, um direkt durch die Sternparallaxe gemessen zu werden. Die ungefähren Abstände von Cepheid-Variablen in relativ nahen Sternhaufen wurden jedoch indirekt durch die spektroskopische Methode bestimmt (manchmal von der Fehlbezeichnung genannt) spektroskopische Parallaxe). Nachdem sie beobachtet haben, wie viele Cepheid-Variablen pulsieren - und ihre ungefähren Abstände mithilfe der spektroskopischen Methode kennen -, wissen sie, wie hell eine Cepheid-Variable mit einer bestimmten intrinsischen Helligkeit sein sollte aussehen in einem bestimmten Abstand von der Erde.
Mit diesem Wissen bewaffnet beobachten Astronomen die Pulsationen dieser Klasse von Sternen im fernen Raum. Sie können aufgrund ihrer Pulsationsrate die intrinsischen Helligkeiten der Sterne ableiten. Dann können sie die Entfernungen zu weiter entfernten Sternen durch ihre scheinbare Größe ableiten. Da das Licht durch das inverse Quadratgesetz gedimmt wird, wissen die Astronomen, dass ein Stern eine bestimmte Leuchtkraft (innere Helligkeit) aufweisen würde erscheinen 1/16 so hell wie in der vierfachen Entfernung, 1/64 so hell wie in der achtfachen Entfernung oder 1/100 so hell wie in der zehnfachen Entfernung.
Warum variieren diese Sterne übrigens in der Helligkeit? Es wird angenommen, dass die Variationen tatsächliche Pulsationen sind, wenn sich der Stern selbst ausdehnt und dann zusammenzieht.
Cepheid Variable Stars können bis zu einer Entfernung von 20 Millionen Lichtjahren gesehen werden. Die nächste Galaxie ist ungefähr 2 Millionen Lichtjahre entfernt - und die entferntesten sind es Milliarden von Lichtjahren entfernt. Diese Sterne bringen Sie also nicht weit, wenn Sie Entfernungen über den Raum messen. Seitdem die Astronomen die Geheimnisse ihres Pulsierens kennengelernt haben, sind diese Sterne für die Astronomie von entscheidender Bedeutung.
Die Astronomin Henrietta Leavitt entdeckte 1912 Cepheid-Variablen. 1923 verwendete die Astronomin Edwin Hubble Cepheid-Variablensterne, um zu bestimmen, dass der sogenannte Andromeda-Nebel tatsächlich eine riesige Galaxie ist, die außerhalb der Grenzen unserer Milchstraße liegt. Dieses Wissen befreite uns aus den Grenzen einer einzelnen Galaxie und gab uns das riesige Universum, das wir heute kennen.
Lage des Sterns Delta Cephei im Sternbild Cepheus.
Wie kann ich Delta Cephei am Nachthimmel erkennen? Dieser Stern ist zirkumpolar - immer über dem Horizont - in der nördlichen Hälfte der USA.
Trotzdem ist dieser Stern viel einfacher zu sehen, wenn er an Herbst- und Winterabenden hoch am Nordhimmel ist. Sie finden Cepheus über den Großen Wagen. Verwenden Sie zuerst den Big Dipper „Zeigersterne“, um Polaris, den Nordstern, zu lokalisieren. Dann springe eine Faustbreit über Polaris hinaus, um auf Cepheus zu landen.
Sie werden das Sternbild Cepheus, den König, in der Nähe seiner Frau Cassiopeia, der Königin, sehen. Ihre charakteristische Sternform in W- oder M-Form macht sie zum auffälligeren Sternbild der beiden Sternbilder. Sie sind an den Abenden im November und Dezember hoch am Himmel.
Diagramm der Internationalen Astronomischen Union mit Sternbild Cepheus.
Wie kann ich beobachten, wie Delta Cephei in der Helligkeit variiert? Die eigentliche Antwort auf diese Frage lautet: Zeit und Geduld. Zwei Sterne, die in der Nähe von Delta Cephei in der Himmelskuppel untergebracht sind - Epsilon Cephei und Zeta Cephei - stimmen jedoch mit den niedrigen und hohen Werten der Helligkeitsskala von Delta Cephei überein. Diese Tatsache sollte Ihnen helfen, die Veränderung von Delta Cephei zu beobachten.
Schauen Sie sich also die obigen Tabellen noch einmal an und lokalisieren Sie die Sterne Epsilon und Zeta Cephei. Delta Cephei ist in seiner Ohnmacht so schwach wie der schwächere Stern Epsilon Cephei. Delta Cephei entspricht in seiner hellsten Form der Helligkeit des helleren Sterns Zeta Cephei.
Habe Spaß!
Fazit: Der Stern Delta Cephei wird alle 5,36 Tage im Uhrzeigersinn aufgehellt und verblasst. Die Änderungsrate der Helligkeit ist an die innere Helligkeit des Sterns gebunden. Auf diese Weise hilft eine ganze Klasse von Sternen, die nach Delta Cephei benannt wurde - Cepheid Variable Stars genannt - Astronomen dabei, Entfernungen zu messen.