Ποιες είναι οι μεταβλητές cepheid;

Στην αστρονομία, οι μεταβλητές Cepheid είναι μεταβλητά αστέρια των οποίων η φωτεινότητα αλλάζει σε μια ορισμένη περίοδο με χαρακτηριστικό, κανονικό τρόπο.Κανονικά, η εξωτερική πίεση από την πυρηνική σύντηξη στο κέντρο ενός αστεριού εξισορροπείται από την εσωτερική πίεση λόγω της βαρύτητας του αστεριού και το αστέρι παραμένει σε σταθερό μέγεθος και φωτεινότητα.Τα μεταβλητά αστέρια περνούν από έναν κύκλο επέκτασης και συστολής που επηρεάζει τη φωτεινότητα τους.Στις μεταβλητές του cepheid, το μήκος του κύκλου αυξάνεται με τη φωτεινότητα του αστεριού με προβλέψιμο τρόπο, έτσι ώστε όταν μετράται η περίοδος, οι αστρονόμοι μπορούν να πουν την πραγματική φωτεινότητα του cepheid και από την προφανή φωτεινότητα της στη γη, υπολογίζουν πόσο μακρινήείναι.Αυτά τα μεταβλητά αστέρια είναι ένα σημαντικό εργαλείο για τη μέτρηση των αποστάσεων σε άλλους γαλαξίες.

Θεωρείται ότι αυτά τα αστέρια επεκτείνονται και συμβάλλουν σε κανονικό κύκλο λόγω των ιδιοτήτων του ήλιου που περιέχουν σε μεγάλες ποσότητες.Όταν το ήλιο είναι πλήρως ιονισμένο, είναι λιγότερο διαφανές προς την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, προκαλώντας το να ζεσταθεί και να επεκταθεί.Καθώς επεκτείνεται, δροσίζει και γίνεται λιγότερο ιονισμένο, απορροφώντας λιγότερη θερμότητα και συμβόλαια.Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα κανονικό πρότυπο επέκτασης και συστολής, με παράλληλες παραλλαγές στη φωτεινότητα, έχοντας μια περίοδο που κυμαίνεται από μία έως περίπου 50 ημέρες.Ο τύπος Ι ή οι κλασικοί cepheids είναι σχετικά νέοι, εξαιρετικά φωτεινά αστέρια, που περιέχουν ένα σχετικά μεγάλο ποσοστό βαρύτερων στοιχείων, υποδεικνύοντας ότι σχηματίστηκαν σε περιοχές όπου δημιουργήθηκαν αυτά τα στοιχεία από τις εκρήξεις των παλαιότερων αστεριών.Τα cepheids τύπου II είναι μεγαλύτερα, λιγότερο φωτεινά αστέρια που είναι χαμηλά σε βαριά στοιχεία.Υπάρχουν επίσης ανώμαλες cepheids, οι οποίες έχουν πιο σύνθετους κύκλους, και νάνες cepheids.Τα κλασικά cepheids, λόγω της μεγαλύτερης φωτεινότητας τους και των απλών, τακτικών κύκλων, είναι πιο χρήσιμοι για τους αστρονόμους για τον προσδιορισμό των γαλαξιακών αποστάσεων.

Οι τακτικές διακυμάνσεις της φωτεινότητας και η σταθερή σχέση μεταξύ της φωτεινότητας και του μήκους του κύκλου ανακαλύφθηκαν από τον αστρονόμο Henrietta Leavitt το 1908 ότανΣπούδασε αυτά τα αστέρια στο μικρό Magellanic Cloud, έναν μικρό γαλαξία κοντά στο δικό μας.Ο όρος μεταβλητής Cepheid προέρχεται από ένα από τα αστέρια που μελετήθηκε από τον Leavitt, που ονομάζεται Delta Cephei.Δεδομένου ότι ήταν δυνατόν να προσδιοριστεί η πραγματική φωτεινότητα μιας μεταβλητής cepheid από την περίοδο της, ήταν επίσης δυνατό να προσδιοριστεί η απόσταση από το γεγονός ότι η ποσότητα φωτός που φτάνει στη γη είναι αντιστρόφως ανάλογη προς την απόσταση από την πηγή.Τέτοια αντικείμενα γνωστής φωτεινότητας είναι γνωστά ως "τυπικά κεριά". Η σύγκριση των αποτελεσμάτων αυτών των υπολογισμών για μεταβλητές cepheid μέσα στον δικό μας γαλαξία με αποστάσεις που υπολογίστηκαν από την Parallax επιβεβαίωσε ότι η μέθοδος λειτούργησε.Τα cepheids τύπου Ι είναι έως και 100.000 φορές τόσο φωτεινά όσο ο ήλιος.Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να ανιχνευθούν, με τηλεσκόπια με βάση τη γη, σε άλλους γαλαξίες μέχρι περίπου 13 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά.Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble ήταν σε θέση να ανιχνεύσει αυτά τα αστέρια σε απόσταση 56 εκατομμυρίων ετών φωτός.Οι μεταβλητές Cepheid παρείχαν επιβεβαίωση, στις αρχές του 20ού αιώνα, ότι το σύμπαν επεκτάθηκε πολύ πέρα από τον δικό μας γαλαξία, ο οποίος ήταν μόνο ένα από τα πολλά. Τα αστέρια αυτά παρείχαν επίσης την πρώτη ισχυρή απόδειξη ότι το σύμπαν επεκτείνεται.Το 1929, ο Edwin Hubble συνέκρινε τις μετρήσεις των αποστάσεων σε έναν αριθμό γαλαξιών, που ελήφθησαν χρησιμοποιώντας μεταβλητές cepheid και μετρήσεις redshift, γεγονός που έδειξε πόσο γρήγορα υποχώρησαν από εμάς.Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι ταχύτητες στις οποίες οι γαλαξίες υποχώρησαν ήταν ανάλογες με την απόσταση τους και οδήγησαν στη διαμόρφωση του νόμου του Hubble.