Dreh dich um, Edwin Hubble. Seit vielen Jahrzehnten verlassen sich Astronomen auf die „Standardkerze“, um die Helligkeit eines veränderlichen Cepheiden-Sterns auszudrücken und damit eine Entfernung zu bestimmen. Aber nicht mehr… Jetzt gibt es Beweise dafür, dass Cepheid-Variablen in ihrer Masse schrumpfen können und diese Information das ganze Bild verändert. Die Ergebnisse, die mit dem Spitzer-Weltraumteleskop der NASA gewonnen wurden, werden Astronomen helfen, noch genauere Messungen der Größe, des Alters und der Expansionsrate unseres Universums vorzunehmen. Schnallen Sie sich Ihren kosmischen Sicherheitsgurt an und lesen Sie weiter…
Laut der heutigen Pressemitteilung der American Astronomical Society sind Standardkerzen astronomische Objekte, die die Sprossen der sogenannten kosmischen Distanzleiter bilden, einem Werkzeug zur Messung der Entfernungen zu immer weiter entfernten Galaxien. Die erste Sprosse der Leiter besteht aus pulsierenden Sternen, die als Cepheiden-Variablen oder kurz Cepheiden bezeichnet werden. Messungen der Entfernungen dieser Sterne von der Erde sind entscheidend für präzise Messungen noch weiter entfernter Objekte. Jede Sprosse auf der Leiter hängt von der vorherigen ab, so dass ohne genaue Cepheiden-Messungen die gesamte kosmische Distanzleiter aus den Angeln gehoben würde. Jetzt zeigen neue Beobachtungen von Spitzer, dass die Sicherung dieser Leiter noch mehr Aufmerksamkeit für Cepheiden erfordert. Die Infrarotbeobachtungen des Teleskops eines bestimmten Cepheiden liefern den ersten direkten Beweis dafür, dass diese Sterne an Masse verlieren – oder im Wesentlichen schrumpfen können. Dies könnte die Messung ihrer Entfernungen beeinträchtigen.
„Wir haben gezeigt, dass diese speziellen Standardkerzen langsam von ihrem Wind verzehrt werden“, sagte Massimo Marengo von der Iowa State University, Ames, Iowa, Hauptautor einer kürzlich im Astronomical Journal erschienenen Studie zu dieser Entdeckung. „Wenn wir Cepheiden als Standardkerzen verwenden, müssen wir besonders vorsichtig sein, da sie, ähnlich wie echte Kerzen, beim Abbrennen verbraucht werden.“
Der Star in der Studie ist Delta Cephei, der Namensgeber für die gesamte Klasse der Cepheiden. Es wurde 1784 im entdeckt
Sternbild Kepheus oder der König. Sterne mittlerer Masse können zu Cepheiden werden, wenn sie mittleren Alters sind und mit einem regelmäßigen Schlag pulsieren, der mit ihrer Helligkeit zusammenhängt. Diese einzigartige Eigenschaft ermöglicht es Astronomen, den Puls eines Cepheiden zu messen und herauszufinden, wie hell es an sich ist – oder wie hell es wäre, wenn Sie direkt daneben wären. Indem man misst, wie hell der Stern am Himmel erscheint, und dies mit seiner Eigenhelligkeit vergleicht, kann dann bestimmt werden, wie weit er entfernt sein muss. Diese Berechnung wurde 1924 vom Astronomen Edwin Hubble bekanntermaßen durchgeführt und führte zu der Enthüllung, dass unsere Galaxie nur eine von vielen in einem riesigen kosmischen Meer ist. Cepheiden halfen auch bei der Entdeckung, dass sich unser Universum ausdehnt und Galaxien auseinanderdriften.
Cepheiden sind seitdem zu zuverlässigen Sprossen auf der kosmischen Distanzleiter geworden, aber die Geheimnisse dieser Standardkerzen bleiben bestehen. Eine Frage war, ob sie an Masse verlieren oder nicht. Winde von einem Cepheiden-Stern könnten erhebliche Mengen an Gas und Staub wegblasen und einen staubigen Kokon um den Stern bilden, der seine Helligkeit beeinflussen würde. Dies würde sich wiederum auf die Berechnungen seiner Entfernung auswirken. Frühere Forschungen hatten auf einen solchen Massenverlust hingewiesen, aber es waren direktere Beweise erforderlich. Marengo und sein Kollege nutzten Spitzers Infrarotsicht, um den Staub um Delta Cephei zu untersuchen. Dieser besondere Stern rast mit hoher Geschwindigkeit durch den Weltraum und schiebt interstellares Gas und Staub in einen Bugstoß nach vorne. Zum Glück für die Wissenschaftler beleuchtet ein nahegelegener Begleitstern das Gebiet, wodurch der Bugstoß leichter zu erkennen ist. Durch die Untersuchung der Größe und Struktur des Schocks konnte das Team zeigen, dass ein starker, massiver Wind vom Stern gegen das interstellare Gas und den Staub drückt. Außerdem hat das Team berechnet, dass dieser Wind bis zu einer Million Mal stärker ist als der Wind unserer Sonne. Dies beweist, dass Delta Cephei leicht schrumpft.
Folgebeobachtungen anderer Cepheiden, die von demselben Team mit Spitzer durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass andere Cepheiden, die bis zu 25 Prozent beobachtet haben, ebenfalls an Masse verlieren. „Bei kosmologischen Studien bricht alles zusammen, wenn man nicht mit den genauesten Messungen von Cepheiden beginnt“, sagte Pauline Barmby von der University of Western Ontario, Kanada, Hauptautorin der am 6. Januar online veröffentlichten Cepheiden-Nachfolgestudie das Astronomische Journal. „Diese Entdeckung wird es uns ermöglichen, diese Sterne besser zu verstehen und sie als immer genauere Entfernungsmesser zu verwenden.“
Wie Pluto bedeutet dies, dass wir unsere Astronomiebücher neu schreiben müssen… Aber es ist eine 'Geburtstagskerze', die wir bereit sind auszublasen!
Originalquelle: Pressemitteilung der American Astronomical Society – Bildnachweis: NASA
