Hva er cepheid -variabler?

I astronomi er cepheid -variabler variable stjerner hvis lysstyrke endres over en viss periode på en karakteristisk, vanlig måte.Normalt er det ytre trykket fra kjernefysisk fusjon i en stjerners sentrum balansert av innvendig trykk på grunn av stjernens tyngdekraft, og stjernen forblir i konstant størrelse og lysstyrke.Variable stjerner går gjennom en syklus av utvidelse og sammentrekning som påvirker deres lysstyrke.I Cepheid -variabler øker lengden på syklusen med lysstyrken til stjernen på en forutsigbar måte, slik at når perioden måles, kan astronomer fortelle den faktiske lysstyrken til cepheid, og fra dens tilsynelatende lysstyrke på jorden, beregne hvor fjerntDet er.Disse variable stjernene er et viktig verktøy for å måle avstandene til andre galakser.

Det antas at disse stjernene utvides og trekker seg sammen i en vanlig syklus på grunn av egenskapene til helium, som de inneholder i store mengder.Når helium er fullstendig ionisert, er det mindre gjennomsiktig til elektromagnetisk stråling, noe som får den til å varme opp og utvide.Når den utvides, avkjøles og blir mindre ionisert, absorberer mindre varme og kontraherende.Dette resulterer i et regelmessig mønster av ekspansjon og sammentrekning, med parallelle variasjoner i lysstyrke, med en periode fra en til omtrent 50 dager.

Det er to hovedtyper av cepheid -variabler.Type I, eller klassiske cepheider, er relativt unge, svært lysende stjerner, som inneholder en relativt stor andel tyngre elementer, noe som indikerer at de dannet i regioner der disse elementene ble opprettet av supernova -eksplosjonene av eldre stjerner.Type II Cepheids er eldre, mindre lysende stjerner som er lave i tunge elementer.Det er også anomale cepheider, som har mer komplekse sykluser, og dvergcepheider.Klassiske cepheider, på grunn av deres større lysstyrke og enkle, vanlige sykluser, er mer nyttige for astronomer for å bestemme galaktiske avstander.

De vanlige variasjonene i lysstyrke og det faste forholdet mellom lysstyrke og sykluslengde ble oppdaget av astronomen Henrietta Leavitt i 1908 daHun studerte disse stjernene i den lille magellanske skyen, en liten galakse nær vår egen.Begrepet Cepheid -variabler kommer fra en av stjernene studert av Leavitt, kalt Delta Cephei.Siden det var mulig å bestemme den faktiske lysstyrken til en cepheid -variabel fra perioden, var det også mulig å bestemme avstanden fra det faktum at mengden lys som når jorden er omvendt proporsjonal med avstanden til kilden.Slike objekter med kjent lysstyrke er kjent som “standardlys.”

Sammenligning av resultatene av disse beregningene for cepheid -variabler i vår egen galakse med avstander beregnet av Parallax bekreftet at metoden fungerte.Type I Cepheids er opptil 100 000 ganger så lyse som solen.Dette betyr at de kan oppdages, ved teleskoper basert på jorden, i andre galakser opp til rundt 13 millioner lysår unna.Hubble -romteleskopet var i stand til å oppdage disse stjernene i en avstand på 56 millioner lysår.Cepheid -variabler ga bekreftelse, tidlig på 1900 -tallet, at universet strekker seg langt utover vår egen galakse, som bare var en av mange.

Disse stjernene ga også det første sterke beviset på at universet utvides.I 1929 sammenlignet Edwin Hubble målinger av avstandene med en rekke galakser, oppnådd ved bruk av cepheid -variabler, og rødskiftmålinger, noe som indikerte hvor raskt de gikk tilbake fra oss.Resultatene viste at hastighetene som galaksen gikk tilbake var proporsjonale med avstanden, og førte til formuleringen av Hubbles lov.