Cepheiden

Cepheiden bezeichnen eine Klasse pulsierender Riesensterne, deren Helligkeit in einem streng periodischen Rhythmus schwankt. Sie gelten als eine der wichtigsten Methoden zur Entfernungsmessung im Universum und werden daher als kosmische Standardkerzen bezeichnet.

Namensgeber ist der Stern Delta Cephei im Sternbild Kepheus, dessen regelmäßige Helligkeitsschwankungen 1784 von John Goodricke entdeckt wurden. Die Pulsation entsteht durch zyklische Ausdehnung und Kontraktion der äußeren Sternschichten, angetrieben durch periodische Änderungen der Opazität ionisierten Heliums.

Den entscheidenden astrophysikalischen Durchbruch erzielte Henrietta Swan Leavitt 1908: Sie entdeckte an Cepheiden in der Kleinen Magellanschen Wolke eine eindeutige Beziehung zwischen ihrer Pulsationsperiode und ihrer absoluten Leuchtkraft - je länger die Periode, desto größer die Leuchtkraft. Diese Perioden-Leuchtkraft-Relation macht Cepheiden zu außerordentlich nützlichen Messinstrumenten. Da man ihre wahre Helligkeit aus der Periode berechnen kann, lässt sich aus dem Vergleich mit der scheinbaren Helligkeit die Entfernung ableiten.

Typische Perioden liegen zwischen einem und etwa 100 Tagen. Cepheiden sind so hell, dass sie in benachbarten Galaxien bis zu rund 30 Millionen Lichtjahren Entfernung identifiziert werden können. Edwin Hubble nutzte sie 1923, um die Entfernung zur Andromeda-Galaxie zu bestimmen und damit zu beweisen, dass sie außerhalb unserer Milchstraße liegt.