Die kosmische Entfernungsleiter

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine optische Aufnahme der Andromeda-Galaxie, die zu unserer eigenen Galaxis nächstgelegene große Galaxie. Licht benötigt ungefähr zwei Millionen Jahre, um uns von dort zu erreichen, eine Entfernung, die durch Beobachtung von Cepheiden bestimmt wurde. Eine neue Arbeit untersucht Cepheiden im Infraroten, wo das Licht durch Staub nicht so stark abgeschwächt wird. Robert Gendler


 
1908 entdeckte die Harvard-Astronomin Henrietta Swan Leavitt, daß eine Cepheiden genannte Klasse an Sternen Helligkeiten aufweist, die sich regelmäßig mit Perioden ändern, die direkt mit ihren intrinsischen Leuchtkräften in Beziehung stehen. Sie eichte diesen Effekt derart, daß ein Vergleich von berechneten und beobachteten Leuchtkraft eines Cepheiden dessen Entfernung liefern kann. Als Edwin Hubble seine Untersuchung zu Geschwindigkeiten von Galaxien begann, nutzte er Cepheiden und Leavitt’s Beziehung, um ihre Entfernungen zu bestimmen. Auf diese Weise entdeckte er, daß sich Galaxien von uns entfernen und daß entferntere Galaxien schneller vom Beobachter zurückweichen.
Auch heute nutzt das Hubble-Weltraum-Teleskop Cepheiden, um beim Eichen der Ausdehnung des Universums zu helfen; die Cepheiden legen dabei die Entfernungen zu den nächstgelegenen Galaxien fest und verankern eine untere Sprosse der kosmischen Entfernungsleiter.
Staub im Weltraum (oder um einen Stern herum) wird Sternenlicht teilweise blockieren. Im Fall der Cepheiden, bei denen die gemessene Gesamtleuchtkraft eine wichtige Größe ist, kann Staub daher die Eichung schwieriger gestalten. Doch ist die Anwesenheit von zirkumstellarem Staub für Astronomen von Interesse, die daran arbeiten, die genauen Mechanismen der Pulsation von Cepheiden und den Stand der stellaren Entwicklung zu verstehen, sobald Pulsationen auftreten. Wenn ein Cepheid einen Wind besitzt, der zum Beispiel Staub davonträgt, wird dieser Wind die innere chemische Evolution des Sterns wiederspiegeln.
Sechs Astronomen führten mit der Infrared Array Camera des Spitzer-Weltraum-Teleskops die erste detaillierte Untersuchung von Cepheiden bei mittleren infraroten Wellenlängen durch, bei denen die Auswirkungen der Extinktion durch Staub stark verringert ist. Die Gruppe berichtet diesen Monat im Astrophysical Journal, daß die Pulsationsdauer des Sterns in erheblichem Maße mit seiner infraroten Farbe ebenso wie mit seiner Leuchtkraft korreliert ist, eine Entdeckung, die helfen kann, die Entfernungseichung zu erhärten. Sie berichten ferner, daß es entgegen vieler vorgeschlagener Szenarien keine Anzeichen für warmen zirkumstellaren Staub um Cepheiden gibt, ein Hinweis darauf, daß, wenn es dort Sternwinde gibt, diese nicht viel Staub enthalten.