Perioden-Leuchtkraft-Beziehung

Die Perioden-Leuchtkraft-Beziehung ist der Zusammenhang zwischen der Leuchtkraft und der Periode, mit der die Intensität eines Typs pulsierender Sterne zu und abnimmt. Dieser Zusammenhang ist ein wichtiges Mittel zur Entfernungsbestimmung in der Astronomie.

Cepheiden

Deren Perioden-Leuchtkraft-Beziehung wurde 1912 von Henrietta Swan Leavitt entdeckt. Für einen Cepheiden-Stern der mittleren absoluten Helligkeit M und der Periodendauer p in Tagen gilt:

$M = - 2{,}81 \cdot \log(p) - 1{,}43$^[1]

Die Formel zeigt, dass Cepheiden umso heller leuchten (größeres p $\rightarrow$ kleineres M), je länger ihre Pulsationsperiode ist. Zur physikalischen Erläuterung des Phänomens: Kappa-Mechanismus.

Wenn man die Periode und damit die gemittelte Leuchtkraft kennt, kann man die Entfernung des Cepheiden ermitteln, indem man die Leuchtkraft mit der scheinbaren Helligkeit am Himmel vergleicht.

Diese Art der Entfernungsbestimmung ermöglicht die Feststellung von Entfernungen bis weit über die Andromeda-Galaxie hinaus. Eine der Hauptaufgaben des Hubble-Weltraumteleskops war die Suche und Vermessung einer großen Anzahl von Cepheiden in den benachbarten Galaxienhaufen (z. B. Virgo-Cluster) zur genauen Entfernungsbestimmung. Das Hubble-Teleskop hat somit die Arbeit von Edwin Hubble fortgesetzt, der in den 1920ern erstmals die Methode der Cepheiden auf benachbarte Galaxien angewandt hat und dessen Entdeckungen zur Einführung des Hubble-Gesetzes und der Hubble-Konstante geführt haben.

Da es sich bei Cepheiden um sehr leuchtkräftige Sterne handelt, können sie auch in relativ großen Distanzen noch aufgelöst und photometriert werden. Aus diesem Grund eignet sich die Methode der Entfernungsbestimmung mittels Cepheiden für relativ große Distanzen.

RR Lyrae

Auch die Sterne des Typs RR-Lyrae weisen eine periodische Variation ihrer Helligkeit auf, die ebenfalls von ihrer Leuchtkraft abhängt. Bei den RR-Lyrae-Sternen handelt es sich jedoch um deutlich leuchtschwächere Sterne, die dafür ein sehr hohes Alter aufweisen können. Aus diesem Grund kann man sie in Kugelsternhaufen finden und damit sehr präzise die Entfernung zu Kugelsternhaufen bestimmen.

Weblinks

 Wiktionary: Perioden-Leuchtkraft-Beziehung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• G. Mühlbauer:Cepheiden, Meilensteine im Universum (PDF-Datei; 2,07 MB)

Quellen

1. ↑ http://adsabs.harvard.edu/abs/1997MNRAS.286L...1F