Astronomie
Forscher enträtseln kosmische Richtkerze

Sie gelten als wichtigste Richtkerzen zur Entfernungsmessung im Weltall – doch wirklich verstanden haben Wissenschaftler die Natur der Cepheiden-Sterne bislang noch nicht. Jetzt hat ein internationales Forschungsteam eines der Rätsel der fernen Sonnen gelöst.
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HB DÜSSELDORF. Sie gelten als wichtige Richtkerzen bei der Bestimmung kosmischer Entfernungen: Cepheiden – Sterne, deren Leuchtkraft sich regelmäßig verändert. Eine seltene Sternkonstellation in einer Nachbargalaxie der Milchstraße hat es Wissenschaftlern eines internationalen Forschungsteams jetzt ermöglicht, die Masse eines solchen Veränderlichen mit nie gekannter Genauigkeit zu vermessen. Ein wichtiger Schritt, um die kosmische Entfernungsskala zu verbessern.

Cepheiden sind instabile Sterne, die größer und viel heller als unsere Sonne sind. Sie dehnen sich regelmäßig aus und ziehen sich anschließend wieder zusammen, wobei ein solcher Kreislauf je nach Stern zwischen einigen Tagen und mehreren Monaten dauert.

Die Zeit die der Cepheide braucht, um heller und anschließend wieder dunkler zu werden, ist länger bei leuchtkräftigeren und kürzer bei leuchtschwächeren Sternen. Dieser Zusammenhang ist erstaunlich genau bestimmbar und liefert Astronomen wichtige Informationen zur Entfernungsmessung im All. Tatsächlich gelten Cepheiden heute als eines der besten Werkzeuge zur Distanzbestimmung bei nahen Galaxien. Mit ihrer Hilfe lässt sich die Entfernungsskala des gesamten Universums eichen.

Trotz ihrer großen Bedeutung versteht man die Cepheiden noch immer nicht vollständig. Insbesondere ihre Masse konnten Astronomen bislang nicht genau bestimmen, da die beiden dabei bislang angewendeten Verfahren zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen kommen: Masse-Vorhersagen aus der Theorie der Sternpulsationen liegen um 20 bis 30 Prozent niedriger als Vorhersagen aus der Theorie der Sternentwicklung. Dieses drängende Problem ist seit Jahrzehnten bekannt.

Um dieses Rätsel zu lösen, mussten die Wissenschaftler einen Doppelstern finden, der einen Cepheiden enthält und auf dessen Bahnebene man von der Erde aus von der Seite sieht. Bei einem solchen so genannten Bedeckungsveränderlichen ändert sich die scheinbare Helligkeit des Sternsystems, wenn einer der beiden Sterne auf seiner Umlaufbahn vor dem anderen vorbeizieht – und nochmals, wenn er hinter seinem Begleiter entlangläuft.

Für so ein Doppelsternpaar können Astronomen die Massen der Sterne sehr genau bestimmen. Leider treten sowohl Cepheiden als auch Bedeckungsveränderliche nicht besonders häufig auf, so dass die Chance, ein so ungewöhnliches Paar zu finden, recht gering erschien. In unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, ist kein derartiges Sternenpaar bekannt.

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