Astrofotografie :: Glossar - Cepheiden

Glossar - Cepheiden

Cepheiden

sind Pulsationsveränderliche, die ihre Helligkeit streng periodisch mit einer Periode von einigen Tagen bis zu 100 Tagen und einer Amplitude von etwa 1 Magnitude ändern. Prototyp ist der um 4,51 mag helle und 1.200 Lichtjahre entfernte Stern δ CEP im Sternbild Kepheus. Eine Variante dieser Veränderlichen sind die » RR-Lyrae-Sterne.

Während des Pulsierens ändert sich die absolute Größe des Sterns und dessen Temperatur, so daß sich der Spektraltyp ebenfalls periodisch ändert.

Ursache für die Pulsation ist der sogenannte Kappa-Mechanismus: Im Helligkeitsminimum ist das ionisierte Gas der Sternhülle für die Strahlung aus dem Innern des Sterns fast undurchlässig. In der Folge wird diese Strahlung absorbiert, wobei das Gas heißer wird und sich der Stern aufbläht. Dadurch sinkt die Absorptionsfähigkeit, mehr Strahlung kann entweichen, und der Stern wird heller. In der Folge kühlt sich dieser Stern aber wieder ab, schrumpft aufgrund seiner eigenen Gravitation, und eine neue Periode beginnt.

Cepheiden sind riesige, äußerst leuchtkräftige Sterne. Zusammen mit der strengen Beziehung zwischen ihrer absoluten Leuchtkraft und der Periodendauer sind die Cepheiden ein ideales Instrument ´Standardkerze´ zur Entfernungsbestimmung von nahen Galaxien bis etwa 60 Millionen Lichtjahren, in denen diese hellen Sterne für das » HST immer noch beobachtbar sind. Für ihre absolute Helligkeit M gilt zusammen mit der Periodendauer P (in Tagen) folgende Beziehung:

M = -2,902log₁₀(P) - 1,203

mit

d = 3,2616 × 10^(1+(m-M)/5)

kann man auf diese Weise aus der gemessenen mittleren scheinbaren Helligkeit m die Entfernung d in Lichtjahren bestimmen. Problematisch wird diese Art der Entfernungsbestimmung jedoch, wenn sich vor den Cepheiden interstellarer Staub befindet, der die Messung der scheinbaren Helligkeit und damit das Gesamtergebnis verfälscht. Des weiteren gibt es bei der o.g. Beziehung eine gewisse, geringe Streubreite unter den einzelnen Cepheiden, die der Genauigkeit der Entfernungsmessung gewisse Grenzen setzt.

--> zur Berechnung