Cepheiden

Cepheiden sind Sterne, deren Helligkeit sich regelmässig ändert. Je länger diese Periode dauert, desto heller ist der Cepheid. Dadurch kann man Cepheiden als sogenannte "Entfernungsindikatoren" (das sind Objekte, mit deren Hilfe man die Entfernung einer Galaxie bestimmen kann) verwenden. Mit Hilfe der Cepheiden kann man Entfernungen bis zu mehreren Million Lichtjahren besitmmen.

Im Jahre 1912 entdeckte Henrietta Swan Leavitt in der Grossen Magellanschen Wolke 25 Sterne (Cepheiden), deren Helligkeit periodisch schwankte. Frau Leavitt konnte den Zeitraum zwischen maximaler und minimaler Helligkeit messen. Sie bemerkte, dass ein Cepheid um so heller war, je laenger seine Heligkeitsschwankung dauerte. Tatsächlich sind Cepheiden eine besondere Art der veränderlichen Sterne, weil ihre Periode (d.h.: die Zeit zwischen zwei Helligkeitsmaxima)

• konstant (d.h.: sie ändert sich nicht mit der Zeit) ist und
• eine Funktion ihrer Helligkeit (d.h.: die Helligkeit haengt nur von der Helligkeit ab) ist. Daher kann man aus der Dauer der Helligkeitsschwankung eines Cepheids auf seine Helligkeit schliessen.

Cepheiden sind recht häufig und sehr hell. Astronomen konnten sie nicht nur in unserer Milchstrasse sondern auch in Nachbargalaxien entdecken. Möchte man die Entfernung einer Galaxie bestimmen, versucht man zuerst einige Cepheiden in dieser Galaxie zu finden und ihre Periode zu bestimmen. Frau Leavitts Daten zeigten, dass ein Cepheid mit einer gegebenen Periode eine bestimmte Helligkeit hat. Mit Hilfe des Diagramms oben kann man aus der Periodendauer eines Cepheiden seine Leuchtkraft bestimmen. Vergleicht man diese Leuchtkraft eines Cepheiden mit seiner Helligkeit am irdischen Sternenhimmel, so kann man aus der Differenz seine Entfernung bestimmen. Teleskope auf der Erde können Cepheiden noch in 13 Million Lichtjahre Entfernung nachweisen. Bei grösseren Entfernungen werden die Cepheiden zu lichtschwach, um sie dann noch von der Erde aus beobachten zu können. Mit dem Hubble Weltraumteleskop konnten Cepheiden aber noch in grösseren Entfernungen beobachtet werden. Im Jahre 1994 wurden in M100, einer Galaxie im Virgo-Galaxienhaufen, noch Cepheiden endteckt (sieh Abb. unten). Die Entfernung von M100 konnte damit zu 56 Millionen Lichtjahren bestimmt werden.

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