Biến Cepheid là gì?

Trong thiên văn học, các biến cepheid là các ngôi sao khác nhau có độ sáng thay đổi trong một khoảng thời gian nhất định theo cách đặc trưng, thường xuyên.Thông thường, áp lực bên ngoài từ phản ứng tổng hợp hạt nhân trong một trung tâm ngôi sao được cân bằng bởi áp suất hướng nội do trọng lực của ngôi sao và ngôi sao vẫn ở kích thước và độ sáng không đổi.Các ngôi sao biến đổi trải qua một chu kỳ mở rộng và co lại ảnh hưởng đến độ sáng của chúng.Trong các biến cepheid, độ dài của chu kỳ tăng theo độ sáng của ngôi sao theo cách có thể dự đoán được, để khi thời kỳ được đo, các nhà thiên văn học có thể cho biết độ sáng thực sự của cepheid và từ độ sáng rõ ràng của nó trên trái đất, hãy tính toán cách xanó là.Những ngôi sao khác nhau này là một công cụ quan trọng để đo khoảng cách đến các thiên hà khác. Người ta cho rằng những ngôi sao này mở rộng và co lại trong một chu kỳ thường xuyên vì các tính chất của helium, chúng chứa với số lượng lớn.Khi helium được ion hóa hoàn toàn, nó ít trong suốt đối với bức xạ điện từ, khiến nó nóng lên và mở rộng.Khi nó mở rộng, nó nguội đi và trở nên ít ion hóa hơn, hấp thụ ít nhiệt và co lại.Điều này dẫn đến một mô hình mở rộng và co lại thông thường, với các biến thể song song về độ sáng, có một khoảng thời gian từ một đến khoảng 50 ngày. Có hai loại biến Cepheid chính.Loại I, hoặc cepheid cổ điển, là những ngôi sao tương đối trẻ, rất phát sáng, chứa một tỷ lệ tương đối lớn các yếu tố nặng hơn, cho thấy chúng hình thành ở những vùng nơi các yếu tố này được tạo ra bởi các vụ nổ siêu tân tinh của các ngôi sao cũ.Cepheid loại II là những ngôi sao cũ hơn, ít phát sáng hơn trong các yếu tố nặng.Ngoài ra còn có cepheid dị thường, có chu kỳ phức tạp hơn và cepheids lùn.Cepheid cổ điển, vì độ sáng lớn hơn và các chu kỳ đơn giản, thường xuyên, hữu ích hơn cho các nhà thiên văn học để xác định khoảng cách thiên hà.Cô ấy đang nghiên cứu những ngôi sao này trong đám mây nhỏ Magellanic, một thiên hà nhỏ gần gũi với chúng ta.Thuật ngữ các biến Cepheid xuất phát từ một trong những ngôi sao được nghiên cứu bởi Leavitt, được gọi là Delta Cephei.Vì có thể xác định độ sáng thực tế của biến cepheid từ thời kỳ của nó, nên cũng có thể xác định khoảng cách của nó với thực tế là lượng ánh sáng đến Trái đất tỷ lệ nghịch với khoảng cách với nguồn.Các đối tượng có độ sáng đã biết như vậy được gọi là nến tiêu chuẩn của người Hồi giáo. So sánh kết quả của các tính toán này cho các biến cepheid trong thiên hà của chúng ta với khoảng cách được tính toán bởi Parallax đã xác nhận rằng phương pháp này đã hoạt động.Cepheid loại I sáng lên tới 100.000 lần mặt trời.Điều này có nghĩa là chúng có thể được phát hiện, bằng kính viễn vọng dựa trên trái đất, trong các thiên hà khác lên tới khoảng 13 triệu năm ánh sáng.Kính thiên văn không gian Hubble đã có thể phát hiện những ngôi sao này ở khoảng cách 56 triệu năm ánh sáng.Các biến Cepheid đã cung cấp xác nhận, vào đầu thế kỷ 20, rằng vũ trụ đã mở rộng vượt xa thiên hà của chúng ta, chỉ là một trong số nhiều ngôi sao này cũng cung cấp bằng chứng mạnh mẽ đầu tiên cho thấy vũ trụ đang mở rộng.Năm 1929, Edwin Hubble đã so sánh các phép đo khoảng cách với một số thiên hà, thu được bằng các biến Cepheid và các phép đo dịch chuyển đỏ, cho thấy chúng rút nhanh như thế nào từ chúng tôi.Kết quả cho thấy vận tốc mà các thiên hà đang rút đi tỷ lệ thuận với khoảng cách của chúng và dẫn đến việc xây dựng luật Hubble.