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Delta Cep
Delta Cephei: Prototyp für einen kosmischen Zollstock
Der SternEin aus Gasen bestehender HimmelskörperAllgemeiner Begriff für alle materiellen Objekte im Weltraum, wie zum Beispiel Sterne, Planeten, Kometen und Asteroiden., der selbst leuchtet. Während der meisten Zeit ihres Dasein werden Sterne durch zwei widerstreitende Kräfte im Gleichgewicht gehalten: durch die GravitationDie Anziehungskraft (Schwerkraft), die allgemein zwischen materiellen Körpern wirkt. Massen ziehen einander mit einer Kraft an, die proportional dem Produkt der beiden Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat ihrer Entfernung ist. Diesen Zusammenhang beschreibt das von Isaac Newton gefundene Gravitationsgesetz. Dieses ergibt sich als klassischer Grenzfall aus der allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein, die auch für relativistische Geschwindigkeiten gilt. Die Gravitation ist die schwächste der vier fundamentalen Kräfte in der Natur, wirkt aber unendlich weit., die den Stern zusammenzudrücken sucht, und durch den Strahlungsdruck, der durch Kernfusionsprozesse im Inneren entsteht und die Gaskugel auseinanderzutreiben versucht. Unterschiede zwischen den Sternen und ihren Entwicklungswegen kommen im Wesentlichen durch ihre unterschiedliche MasseDie Menge Materie, die ein Körper enthält. Sie ist eine grundlegende Eigenschaft der Materie und die Ursache der Anziehung von Materie über die GravitationDie Anziehungskraft (Schwerkraft), die allgemein zwischen materiellen Körpern wirkt. Massen ziehen einander mit einer Kraft an, die proportional dem Produkt der beiden Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat ihrer Entfernung ist. Diesen Zusammenhang beschreibt das von Isaac Newton gefundene Gravitationsgesetz. Dieses ergibt sich als klassischer Grenzfall aus der allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein, die auch für relativistische Geschwindigkeiten gilt. Die Gravitation ist die schwächste der vier fundamentalen Kräfte in der Natur, wirkt aber unendlich weit.. zustande. Delta Cephei (δ Cep) hat einer ganzen Klasse von veränderlichen Sternen den Namen gegeben. Delta-Cephei-Sterne sind RiesensterneSterne hoher LeuchtkraftDie pro Sekunde von einem Stern abgestrahlte EnergieEine fundamentale physikalische Größe, welche die Fähigkeit eines Systems beschreibt, Arbeit zu verrichten. Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt immer konstant (Energieerhaltungssatz), doch können einzelne Energieformen in andere umgewandelt werden., die von der Größe und der Temperatur der strahlenden Oberfläche abhängig ist. Ein Maß für die Leuchtkraft ist die absolute HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit).., die in ihrer Entwicklung bereits das Stadium der Hauptreihensterne hinter sich gelassen haben. Im Hertzsprung-Russell-Diagramm kommen Riesensterne oberhalb der HauptreiheEin schmales, leicht gekrümmtes Band im Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD), das diagonal von unten rechts (kühle, rote Sterne) nach oben links (heiße, blaue Sterne) verläuft. Sterne, deren Repräsentation im HRD auf der Hauptreihe zu liegen kommt, befinden sich im Zustand des Wasserstoffbrennens, d.h. sie beziehen ihre Strahlungsenergie aus der Fusion von Wasserstoff zu Helium. Man sagt auch, diese Sterne befinden sich im Hauptreihenstadium. zu liegen., die durch Pulsieren der äußeren Schichten ihre ZustandsgrößenIn der Astronomie aus Beobachtungen ableitbare Größen, die den physikalischen Zustand von Sternen beschreiben. Zu den Zustandsgrößen gehören z.B. MasseDie Menge Materie, die ein Körper enthält. Sie ist eine grundlegende Eigenschaft der Materie und die Ursache der Anziehung von Materie über die GravitationDie Anziehungskraft (Schwerkraft), die allgemein zwischen materiellen Körpern wirkt. Massen ziehen einander mit einer Kraft an, die proportional dem Produkt der beiden Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat ihrer Entfernung ist. Diesen Zusammenhang beschreibt das von Isaac Newton gefundene Gravitationsgesetz. Dieses ergibt sich als klassischer Grenzfall aus der allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein, die auch für relativistische Geschwindigkeiten gilt. Die Gravitation ist die schwächste der vier fundamentalen Kräfte in der Natur, wirkt aber unendlich weit.., Radius, mittlere Dichte, Oberflächentemperatur, Spektraltyp, LeuchtkraftDie pro Sekunde von einem Stern abgestrahlte EnergieEine fundamentale physikalische Größe, welche die Fähigkeit eines Systems beschreibt, Arbeit zu verrichten. Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt immer konstant (Energieerhaltungssatz), doch können einzelne Energieformen in andere umgewandelt werden., die von der Größe und der Temperatur der strahlenden Oberfläche abhängig ist. Ein Maß für die Leuchtkraft ist die absolute HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit).., Schwerebeschleunigung, Magnetfeldstärke und chemische Zusammensetzung. wie Temperatur, Radius und LeuchtkraftDie pro Sekunde von einem Stern abgestrahlte EnergieEine fundamentale physikalische Größe, welche die Fähigkeit eines Systems beschreibt, Arbeit zu verrichten. Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt immer konstant (Energieerhaltungssatz), doch können einzelne Energieformen in andere umgewandelt werden., die von der Größe und der Temperatur der strahlenden Oberfläche abhängig ist. Ein Maß für die Leuchtkraft ist die absolute HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit).. ändern. Das Aufblähen und anschließende Zusammenziehen erfolgt dabei sehr regelmäßig. Delta Cephei selbst variiert seine HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit). mit einer regelmäßigen Periode von 5,366341 Tagen um etwa 0,9 mag. Die LichtkurveGrafische Darstellung des Helligkeitsverlaufs eines Himmelsobjekts mit veränderlicher HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit). (zum Beispiel eines veränderlichen Sterns oder eines Kometen). ist dabei nicht symmetrisch: Der Helligkeitsanstieg vom Minimum (4,37 mag) zum Maximum (3,48 mag) dauert etwa 1,5 Tage, während die Helligkeitsabnahme vier Tage währt.
Delta-Cephei-Sterne (meist einfach nur CepheidenOberbegriff für verschiedene Klassen von veränderlichen Sternen, die ihre Helligkeit aufgrund von Pulsationen ändern (Pulsationsveränderliche). Die klassischen Cepheiden, auch Delta-Cephei-Sterne genannt, haben regelmäßige Perioden (wenige Tage bis einige Wochen), die eng mit ihrer mittleren Leuchtkraft verknüpft sind: Je länger die Periode, desto höher die Leuchtkraft. Mit dieser Perioden-Leuchtkraft-Beziehung lässt sich aus der gemessenen Periode des Sterns und seiner mittleren scheinbaren Helligkeit seine Leuchtkraft und somit seine Entfernung ermitteln. Da Delta-Cephei-Sterne sehr hell leuchten und sich auch in Nachbargalaxien nachweisen lassen, sind sie ein wichtiger Indikator für die Entfernungsmessung. genannt) haben für die Astronomie eine große Bedeutung. Denn die Periode des Helligkeitswechsels ist nicht nur streng regelmäßig, sie ist auch direkt mit der LeuchtkraftDie pro Sekunde von einem Stern abgestrahlte EnergieEine fundamentale physikalische Größe, welche die Fähigkeit eines Systems beschreibt, Arbeit zu verrichten. Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt immer konstant (Energieerhaltungssatz), doch können einzelne Energieformen in andere umgewandelt werden., die von der Größe und der Temperatur der strahlenden Oberfläche abhängig ist. Ein Maß für die Leuchtkraft ist die absolute HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit).. des Sterns verknüpft: Je länger die Periode, desto größer die LeuchtkraftDie pro Sekunde von einem Stern abgestrahlte EnergieEine fundamentale physikalische Größe, welche die Fähigkeit eines Systems beschreibt, Arbeit zu verrichten. Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt immer konstant (Energieerhaltungssatz), doch können einzelne Energieformen in andere umgewandelt werden., die von der Größe und der Temperatur der strahlenden Oberfläche abhängig ist. Ein Maß für die Leuchtkraft ist die absolute HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit)... Sind die Entfernungen von einigen sonnennahen CepheidenOberbegriff für verschiedene Klassen von veränderlichen Sternen, die ihre Helligkeit aufgrund von Pulsationen ändern (Pulsationsveränderliche). Die klassischen Cepheiden, auch Delta-Cephei-Sterne genannt, haben regelmäßige Perioden (wenige Tage bis einige Wochen), die eng mit ihrer mittleren Leuchtkraft verknüpft sind: Je länger die Periode, desto höher die Leuchtkraft. Mit dieser Perioden-Leuchtkraft-Beziehung lässt sich aus der gemessenen Periode des Sterns und seiner mittleren scheinbaren Helligkeit seine Leuchtkraft und somit seine Entfernung ermitteln. Da Delta-Cephei-Sterne sehr hell leuchten und sich auch in Nachbargalaxien nachweisen lassen, sind sie ein wichtiger Indikator für die Entfernungsmessung. genau bekannt, lässt sich allein durch Messung der HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit). die LeuchtkraftDie pro Sekunde von einem Stern abgestrahlte EnergieEine fundamentale physikalische Größe, welche die Fähigkeit eines Systems beschreibt, Arbeit zu verrichten. Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt immer konstant (Energieerhaltungssatz), doch können einzelne Energieformen in andere umgewandelt werden., die von der Größe und der Temperatur der strahlenden Oberfläche abhängig ist. Ein Maß für die Leuchtkraft ist die absolute HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit).. und somit auch die Entfernung von viel weiter weg gelegenen CepheidenOberbegriff für verschiedene Klassen von veränderlichen Sternen, die ihre Helligkeit aufgrund von Pulsationen ändern (Pulsationsveränderliche). Die klassischen Cepheiden, auch Delta-Cephei-Sterne genannt, haben regelmäßige Perioden (wenige Tage bis einige Wochen), die eng mit ihrer mittleren Leuchtkraft verknüpft sind: Je länger die Periode, desto höher die Leuchtkraft. Mit dieser Perioden-Leuchtkraft-Beziehung lässt sich aus der gemessenen Periode des Sterns und seiner mittleren scheinbaren Helligkeit seine Leuchtkraft und somit seine Entfernung ermitteln. Da Delta-Cephei-Sterne sehr hell leuchten und sich auch in Nachbargalaxien nachweisen lassen, sind sie ein wichtiger Indikator für die Entfernungsmessung. bestimmen. Da CepheidenOberbegriff für verschiedene Klassen von veränderlichen Sternen, die ihre Helligkeit aufgrund von Pulsationen ändern (Pulsationsveränderliche). Die klassischen Cepheiden, auch Delta-Cephei-Sterne genannt, haben regelmäßige Perioden (wenige Tage bis einige Wochen), die eng mit ihrer mittleren Leuchtkraft verknüpft sind: Je länger die Periode, desto höher die Leuchtkraft. Mit dieser Perioden-Leuchtkraft-Beziehung lässt sich aus der gemessenen Periode des Sterns und seiner mittleren scheinbaren Helligkeit seine Leuchtkraft und somit seine Entfernung ermitteln. Da Delta-Cephei-Sterne sehr hell leuchten und sich auch in Nachbargalaxien nachweisen lassen, sind sie ein wichtiger Indikator für die Entfernungsmessung. als RiesensterneSterne hoher LeuchtkraftDie pro Sekunde von einem Stern abgestrahlte EnergieEine fundamentale physikalische Größe, welche die Fähigkeit eines Systems beschreibt, Arbeit zu verrichten. Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt immer konstant (Energieerhaltungssatz), doch können einzelne Energieformen in andere umgewandelt werden., die von der Größe und der Temperatur der strahlenden Oberfläche abhängig ist. Ein Maß für die Leuchtkraft ist die absolute HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit).., die in ihrer Entwicklung bereits das Stadium der Hauptreihensterne hinter sich gelassen haben. Im Hertzsprung-Russell-Diagramm kommen Riesensterne oberhalb der HauptreiheEin schmales, leicht gekrümmtes Band im Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD), das diagonal von unten rechts (kühle, rote Sterne) nach oben links (heiße, blaue Sterne) verläuft. Sterne, deren Repräsentation im HRD auf der Hauptreihe zu liegen kommt, befinden sich im Zustand des Wasserstoffbrennens, d.h. sie beziehen ihre Strahlungsenergie aus der Fusion von Wasserstoff zu Helium. Man sagt auch, diese Sterne befinden sich im Hauptreihenstadium. zu liegen. eine sehr hohe LeuchtkraftDie pro Sekunde von einem Stern abgestrahlte EnergieEine fundamentale physikalische Größe, welche die Fähigkeit eines Systems beschreibt, Arbeit zu verrichten. Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt immer konstant (Energieerhaltungssatz), doch können einzelne Energieformen in andere umgewandelt werden., die von der Größe und der Temperatur der strahlenden Oberfläche abhängig ist. Ein Maß für die Leuchtkraft ist die absolute HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit).. haben, sind sie über weite Distanzen zu sehen. Selbst in anderen Galaxien lassen sich einzelne CepheidenOberbegriff für verschiedene Klassen von veränderlichen Sternen, die ihre Helligkeit aufgrund von Pulsationen ändern (Pulsationsveränderliche). Die klassischen Cepheiden, auch Delta-Cephei-Sterne genannt, haben regelmäßige Perioden (wenige Tage bis einige Wochen), die eng mit ihrer mittleren Leuchtkraft verknüpft sind: Je länger die Periode, desto höher die Leuchtkraft. Mit dieser Perioden-Leuchtkraft-Beziehung lässt sich aus der gemessenen Periode des Sterns und seiner mittleren scheinbaren Helligkeit seine Leuchtkraft und somit seine Entfernung ermitteln. Da Delta-Cephei-Sterne sehr hell leuchten und sich auch in Nachbargalaxien nachweisen lassen, sind sie ein wichtiger Indikator für die Entfernungsmessung. beobachten, so dass mit ihrer Hilfe auf die Entfernung des gesamten Sternsystems geschlossen werden kann. DIe Perioden-LeuchtkraftDie pro Sekunde von einem Stern abgestrahlte EnergieEine fundamentale physikalische Größe, welche die Fähigkeit eines Systems beschreibt, Arbeit zu verrichten. Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt immer konstant (Energieerhaltungssatz), doch können einzelne Energieformen in andere umgewandelt werden., die von der Größe und der Temperatur der strahlenden Oberfläche abhängig ist. Ein Maß für die Leuchtkraft ist die absolute HelligkeitEin Maß für die Strahlung eines Himmelskörpers, ausgedrückt in Größenklassen oder der Einheit Magnitude. Unterschieden werden visuelle, scheinbare, absolute, fotografische und bolometrische Helligkeiten sowie Helligkeiten in einem bestimmten Wellenlängenbereich (z.B. Radiohelligkeit)..-Beziehung hat sich als eines der stärksten Mittel erwiesen, um Entfernungen im Kosmos zu bestimmen.
Lichtkurve und Pulsationsverhalten von Delta Cephei: Die Helligkeit des Pulsationsveränderlichen schwankt in regelmäßigem Rhythmus mit einer Periode von 5,3663 Tagen. Zugleich, aber etwas phasenverschoben, variieren auch die Temperatur, der Spektraltyp (die Farbe) und der Radius des Sterns. Die größte Ausdehnung wird während des Helligkeitsabfalls erreicht. Die Radiusänderungen sind hier überhöht dargestellt; sie können bei Pulsationsveränderlichen bis zu 30 Prozent betragen. (Bild: Uwe Reichert)