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Lichtechos
verraten Entfernung
von Stefan Deiters
astronews.com
11. Februar 2008
Cepheiden, eine besondere Klasse von Sternen, spielen bei
der Bestimmung von Entfernungen im All eine wichtige Rolle. Jetzt ist es
Astronomen mithilfe eines Teleskops der Europäischen Südsternwarte in Chile
gelungen, die Entfernung zu so einem Objekt sehr genau zu bestimmen. Zu Hilfe
kamen den Wissenschaftlern sogenannte Lichtechos.
Die Cepheide RS Pup. Um den Nebel besser
erkennen zu können, wurde der eigentliche Stern
bei der Beobachtung ausgespart.
Foto: ESO [Großansicht]
Die Entwicklung von Lichtechos im Nebel um RS
Pup.
Bild: ESO [Großansicht] |
"Unsere Messungen mit dem ESO New Technology Telescope in
La Silla haben es möglich gemacht, die Entfernung eines Cepheiden genauer zu
bestimmen als jemals zuvor", erläutert Pierre Kervella, Hauptautor eines
Artikels über die Beobachtung, der in der Fachzeitschrift Astronomy &
Astrophysics erscheinen wird. Cepheiden spielen seit fast 100 Jahren in der
Astronomie eine bedeutende Rolle, weil sie als wichtige Entfernungsindikatoren
dienen.
Die sehr leuchtkräftigen Sterne pulsieren, also ändern regelmäßig ihre
Helligkeit. 1912 stellte die Astronomin Henrietta Leavitt fest, dass es einen
Zusammenhang zwischen der Pulsationsperiode und der Helligkeit eines Cepheiden
gibt: Je länger die Periode, desto heller der Stern. Auf diese Weise ist es
möglich durch Bestimmung der Periode, die Leuchtkraft des Sterns zu ermitteln
und durch den Vergleich mit der beobachteten Helligkeit am Himmel die Entfernung
des Sterns zu berechnen.
Die jetzige Messung ist deswegen so wichtig, weil sie auf rein geometrischen
Überlegungen beruht und keinerlei Annahme über die Vorgänge im Inneren des
Sterns macht. Der beobachtete Cepheide trägt den Namen RS Pup und liegt im
südlichen Sternbild Puppis. Die Helligkeit des Sterns schwankt alle 41,4 Tage um
einen Faktor von etwa fünf. Der Stern ist etwa zehn Mal massereicher, 200-mal
größer und im Mittel 15.000 Mal leuchtkräftiger als unsere Sonne. Das Besondere an
RS Pup ist aber, dass der Stern von einem Nebel umgeben ist, und dieser spielte
bei der Entfernungsbestimmung eine wichtige Rolle.
"Das Licht, das von dem Stern erst zu einem Staubkorn des Nebels reist und
von dort zur Erde, benötigt ein wenig länger als das Licht das sich direkt von
dem Stern zur Erde auf den Weg macht", erläutert Kervella. "Als Konsequenz
daraus können wir aus der Messung der Helligkeit einer bestimmten Struktur im
Nebel eine Helligkeitskurve ermitteln, die genauso aussehen wird wie die
Helligkeitskurve des Sterns, allerdings ein wenig versetzt." Diesen Unterschied
nennen die Astronomen "Lichtecho".
Aus der Beobachtung der Helligkeit bestimmter Strukturen im Nebel können die
Astronomen dann deren Entfernung vom Stern selbst bestimmen und daraus
schließlich auch die Entfernung des Sterns von der Erde. Für RS Pup ermittelten
die Wissenschaftler auf diese Weise eine Entfernung von 6.500 Lichtjahren mit
einer Fehlertoleranz von 90 Lichtjahren mehr oder weniger. "Die Entfernung zu
diesem Cepheiden zu kennen, ist ein wichtiger Schritt zur Kalibrierung der
Perioden-Helligkeitsbeziehung dieses Sternentyps", so Kervella. "Diese Beziehung
ist die Grundlage für die Entfernungsbestimmung von Galaxien mit Hilfe von
Cepheiden."
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