Astronomie

Veränderliche Sterne: Sterne, die ihre Helligkeit verändern

Jeder Stern, der sich in irgendeiner Weise verändert oder variiert, meist in seiner Helligkeit, wird als veränderlicher Stern bezeichnet. Sterne können ihre Helligkeit verändern, entweder aufgrund von etwas, das dem Stern selbst innewohnt, oder aufgrund von etwas, das dem Stern fremd ist, wie zum Beispiel ein anderer Stern in der Nähe. Hier sind einige der wichtigsten Arten von veränderlichen Sternen.

Variable Stars: Fakten und Informationen

Gemäß Wikipediaist ein veränderlicher Stern definiert als ein Stern, dessen physikalische Eigenschaften wie Helligkeit, Radialgeschwindigkeit und Spektraltyp mit der Zeit variieren. Die Zeitspanne zwischen maximaler und minimaler Helligkeit eines veränderlichen Sterns kann zwischen Minuten und Jahren liegen.

Haupttypen von veränderlichen Sternen

Es gibt fünf Hauptgruppen von veränderlichen Sternen: kataklysmische, verfinsternde, eruptive, pulsierende und rotierende Sterne.

  • Kataklysmische Veränderliche sind Doppelsternsysteme, in denen ein Weißer Zwerg Masse von einem Begleiter erhält.
  • Bedeckungsveränderliche Doppelsterne sind zwei (oder mehr) Sterne in einem System, in dem eines der Mitglieder vor und dann hinter dem anderen Stern vorbeizieht, wodurch dessen Gesamtlichtleistung vorübergehend verringert wird.
  • Eruptive Veränderliche sind Sterne, die durch Fackeln oder den Ausstoß von Gashüllen heller werden.
  • Pulsierende Veränderliche sind Sterne, die eine physikalische Veränderung durchlaufen, die sich ausdehnen und zusammenziehen, wodurch die Lichtausbeute zu- und abnimmt.
  • Rotierende Veränderliche verändern ihre Helligkeit aufgrund von unregelmäßigen Oberflächenmerkmalen, Flecken und Markierungen, die die Lichtabgabe je nach der dem Betrachter zugewandten Oberfläche abschwächen oder aufhellen.

Die oben genannten Kategorien können auch extrinsische Veränderliche beschreiben, d. h. solche, deren Helligkeit sich aufgrund eines Vorgangs außerhalb des Sterns (z. B. einer Sonnenfinsternis) ändert, oder intrinsische Veränderliche, wenn die Änderung vom Stern selbst ausgeht (z. B. Pulsation). Es ist möglich, dass ein veränderlicher Stern sowohl extrinsisch als auch intrinsisch ist (z. B. pulsierend und verfinsternd).

Bedeckungsveränderliche Doppelsterne

Bedeckungsveränderliche Doppelsternsysteme sind Systeme aus zwei Sternen, deren Bahnen so geneigt sind, dass jeder Stern gelegentlich vor dem anderen vorbeizieht. Sie umkreisen einander so eng, dass sie nicht als zwei getrennte Sterne aufgelöst werden können. Wenn einer der Sterne hinter dem anderen liegt, ist er verfinstert, und das System ist schwächer, weil wir nur das Licht eines Sterns sehen. Die einzelnen Sterne selbst variieren in ihrer Helligkeit nicht wirklich.

Pulsierende veränderliche Sterne

Pulsierende veränderliche Sterne verändern ihre Helligkeit, weil der Stern seine Größe verändert. Diese Größenänderungen werden als Pulsationen bezeichnet. Wenn der Stern größer ist, hat er eine größere Oberfläche, die Licht abstrahlt, und ist daher heller. Wenn der Stern kleiner ist, ist er schwächer. Die häufigsten Arten von pulsierenden Veränderlichen sind: Cepheiden-Veränderliche, RR-Lyrae-Veränderliche, Mira- (oder rote) Veränderliche, RV-Tauri-Sterne, Beta-Canis-Majoris-Sterne und Delta-Scouti- (oder Zwerg-Cephiden-) Veränderliche.

T-Tauri-Sterne

T-Tauri-Sterne sind junge Sterne, die noch nicht das Stadium der Hauptreihe im HR-Diagramm erreicht haben. Die Helligkeitsschwankungen bei diesen Sternen werden durch große fleckige Regionen verursacht. Diese fleckigen Regionen ähneln den Sonnenflecken, sind aber viel extremer. Wenn die fleckige Region uns zugewandt ist, erscheint der Stern schwächer. T-Tauri-Sterne haben auch oft Flares, d. h. schnelle, kurze Helligkeitsanstiege.

RS CVn-Sterne

RS CV-Sterne sind Doppelsternsysteme mit sonnenähnlichen Einzelkomponenten. Wenn sich die beiden sonnenähnlichen Sterne in unmittelbarer Nähe befinden, steigt die Fleckenaktivität im Vergleich zur Fleckenaktivität der Sonne extrem an. Wenn die gefleckte Hemisphäre uns zugewandt ist, erscheint der Stern schwächer. RS CV-Sterne haben auch gelegentliche Flares. Außerdem können RS-CVN-Systeme Bedeckungssysteme sein, aber sie müssen es nicht.

Flare-Sterne

Flare-Sterne haben Fackeln, die denen auf der Sonne ähneln. Auf der Sonne sind Fackeln schnelle Helligkeitszunahmen auf einem kleinen Teil der Sonnenoberfläche. Bei roten, weniger leuchtkräftigen Sternen stellt ein Flare, der die Helligkeit der Sonne nicht wesentlich erhöhen würde, einen sehr bedeutenden Anstieg der Gesamtenergie des Sterns dar.

Kataklysmische Veränderliche Sterne

Bei kataklysmischen veränderlichen Sternen handelt es sich im Grunde um Sternexplosionen. Diese Explosionen können von relativ kleinen Eruptionen, die sich wiederholen, bis hin zu großen Explosionen reichen, die den gesamten Stern zerstören. Die relativ kleinen wiederholbaren Eruptionen sind Zwergnovae. Novae sind Explosionen, die nur die Oberflächenschichten eines weißen Zwergsterns betreffen. Supernovae sind die heftigsten Sternexplosionen, die oft eine ganze Galaxie in den Schatten stellen können. Eine Supernova vom Typ I entsteht, wenn ein Weißer Zwergstern die maximale Masse von 1,4 Sonnenmassen überschreitet. Supernovae vom Typ II sind die Todesexplosionen der massereichsten Sterne. Die äußeren Schichten werden ins All geschleudert, und der Kern kollabiert zu einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch.

Berühmte Veränderliche Sterne

Es gibt viele Beispiele für veränderliche Sterne aller Art. Hier sind einige der bekannteren veränderlichen Sterne.

  • Algol-Beta Persei-Der Dämonenstern. Algol ist ein verfinsterndes (dreifaches) Doppelsternsystem. Algols Helligkeit von 2,1 sinkt für jeweils 10 Stunden auf 3,4, wenn er von einem Begleiter verfinstert wird. Diese Verfinsterungen finden etwas weniger als alle drei Tage statt.
  • Mira: Mira ist ein pulsierender veränderlicher Stern, nach dem eine ganze Kategorie von Veränderlichen benannt wurde (die Mira-Variablen). Mira ist ein roter Riese, dessen Oberfläche oszilliert, so dass er ein heller Stern der Größe 2,0 sein kann oder einer, der mit bloßem Auge nicht sichtbar ist.
  • Delta Cephei: Delta Cephei ist berühmt dafür, dass er einer ganzen Klasse von veränderlichen Sternen, den Cepheiden, ihren Namen gegeben hat. Delta Cephei ist ein veränderlicher Stern mit regelmäßiger Periode, der in einem Zeitraum von fünf Tagen, acht Stunden, 47 Minuten und 32 Sekunden von der Helligkeit 3,5 auf 4,3 und zurück wechselt – so genau, dass man seine Uhr danach stellen kann. Wenn man die Leuchtkraft eines Cepheiden kennt, die mit seiner Pulsationsperiode zusammenhängt, kann ein Astronom seine Entfernung berechnen, was bei der Bestimmung von Entfernungen im Universum sehr hilfreich geworden ist.
  • S Doradus: S Doradus ist einer der hellsten bekannten Sterne im Universum. Er befindet sich in der Großen Magellanschen Wolke und sein Strahlungsdruck bläst einen Großteil seiner Masse in einem starken Sternwind ab. S. Doradus wird sein Leben schließlich in einer Supernova beenden. S. Doradus gehört zu einem Typus, der als lumimous blue variable bekannt ist. S. Doradus ist ein eruptiver Veränderlicher.

Es gibt viele andere veränderliche Sterne, viele mit einzigartigen Merkmalen, die ihre Veränderlichkeit beeinflussen. Die American Association of Variable Star Observers (AAVSO) ist eine Vereinigung von Personen, die gerne die Helligkeitsveränderungen der vielen veränderlichen Sterne am Himmel verfolgen.

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