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Polaris ist eine bekannte Cepheiden-Variable, aber ihre periodischen Helligkeitsschwankungen haben in den letzten hundert Jahren stetig in der Amplitude abgenommen. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts schwankte die Helligkeit von Polaris alle vier Tage um 10 %. Vor nur zehn Jahren war diese Schwankung auf 2% gesunken, was Astronomen zu der Annahme veranlasste, dass dieser stetige Rückgang der Variabilität des Sterns kurz vor dem Ende steht. Das war, bis jüngste Beobachtungen einen Anstieg der Variabilität auf 4% aufdeckten. Polaris ist insofern ein seltsamer Stern, als es eine Cephid-Variable mit abnehmender Variabilität ist, und jetzt sind Astronomen verblüfft, warum die Helligkeitsschwankung wiederbelebt wurde…
Polaris (auch bekannt als der Nordstern oder Polarstern) hat der Menschheit seit der Antike geholfen, sich auf der Erde zurechtzufinden. Immer um die Nordpolarachse der Erde positioniert, hat Polaris auch Material für Literatur, Poesie und Religion geliefert. In astronomischer Hinsicht ist es auch von Bedeutung, da es sich um eine Cepheiden-Variable mit einer regelmäßigen Helligkeitsänderung handelt, obwohl es die einzige bekannte Cepheiden-Variable ist, deren Helligkeit in den letzten Jahrzehnten abgenommen hat. Aber um die Sache noch komplizierter zu machen, scheint dieser Überriese vom Typ 1a (ungefähr 4-5 Sonnenmassen und 30 Sonnenradien) verjüngt worden zu sein, und die Schwingungen haben sich erhöht, wobei die Helligkeit um 4 % variierte.
Diese Entdeckung geht auf Beobachtungen von Hans Bruntt von der University of Sydney und seiner internationalen Zusammenarbeit zurück. Dr. Alan Penny, Co-Investigator von der University of St. Andrews, UK, wird die Ergebnisse des Teams diese Woche auf der Konferenz „Cool Stars 15“ seiner Universität präsentieren.
In Wirklichkeit hatten die Astronomen ihre Aufmerksamkeit auf Polaris gerichtet, in der Hoffnung, den Punkt zu erreichen, an dem seine Variationen vollständig aufhörten, nur um festzustellen, dass sie zugenommen hatten. “Nur durch einen innovativen Einsatz von zwei kleinen, relativ unbekannten Teleskopen im Weltraum und einem Teleskop in Arizona konnten wir die Erholung dieses Sterns so genau entdecken und verfolgen“, sagte Penny. Er benutzte die SMEI-Weltraumkamera, die normalerweise für solar-terrestrische Beobachtungen des Sonnenwinds verwendet wird, aber er benutzte sie, um den Nachthimmel genau zu vermessen Cepheiden-Variablen . Zur gleichen Zeit benutzte Bruntt ein kleines Teleskop, das mit dem ausgemusterten Infrarot-Weltraumteleskop (WIRE) der NASA verbunden war, das für kurze Zeit Polaris untersuchte. Als Penny in seinen SMIE-Daten die seltsame Erholung von Polaris bemerkte, wurde sie mit Bruntts WIRE-Daten verglichen. Es wurde daher bestätigt, dass die Schwingungen von Polaris wiederbelebt wurden.
Abnahme der Amplitude der 4-Tage-Lichtvariation von Polaris über 100 Jahre und des Anstiegs seit 2000. Credit: H. Bruntt et al. 2008
Als Unterstützung von Penny und Bruntt bemerkte Professor Joel Eaton (Tennessee State University), der das automatisierte spektroskopische Teleskop AST in Arizona benutzte, Variationen der Plasmageschwindigkeit auf der Oberfläche von Polaris. Diese Messungen zeigten, dass die Helligkeitsschwankungen mit Expansions- und Kontraktionseffekten durch den Körper des Sterns korreliert waren.
Diese Beobachtungen sind sowohl aufregend als auch verwirrend. Obwohl die beobachteten Variationen der Cepheiden-Variablen kaum verstanden sind, ändert sich die Helligkeit der überwiegenden Mehrheit dieser „Standardkerzen“ nicht, geschweige denn, sie beleben sich selbst wieder. Es scheint, dass Polaris eine Veränderung durchmacht, die vom Standardmodell für die Sternentwicklung nicht vorhergesagt wird, daher wird das Astronomenteam diese Beobachtungen schnell mit einer Theorie darüber verfolgen, was die Veränderungen in Polaris verursacht …
