Cefeida - Polski Serwis Naukowy

Cefeidy (zwane też gwiazdami typu δ Cephei lub cefeidami klasycznymi od nazwy gwiazdozbioru Cefeusza) – gwiazdy zmienne pulsujące, nadolbrzymy, których jasność zmienia się z okresem od 1 do 150 dni.

Cefeidy to wyjątkowo jasne, tysiąc lub nawet dziesięć tysięcy razy jaśniejsze od Słońca gwiazdy regularnie zmieniające swą jasność. Każda cefeida pulsuje - okresowo zmienia swoje rozmiary i temperaturę powierzchni. Okres takich zmian wynosi od kilku dni do kilku miesięcy.

Amplitudy zmian blasku wynoszą od 0,1 do 2 wielkości gwiazdowych. Jasności absolutne (MV) cefeid wynoszą od -2 do -6 wielkości gwiazdowych. Podczas pulsacji zmienia się również ich promień oraz typ widmowy od A lub F w maksimum blasku do G lub K w minimum.

W astronomii typ widmowy to klasyfikacja gwiazd oparta na widmie światła wysyłanego przez gwiazdę. Widmo światła emitowanego przez gwiazdę jest określone przez trzy podstawowe parametry atmosfery gwiazdy, a mianowicie:

Absolutna wielkość gwiazdowa jest to obserwowana wielkość gwiazdowa (a zatem wyrażona w magnitudo), jaką miałby obiekt oglądany z pewnej ustalonej odległości, przy braku pochłaniania światła w przestrzeni międzygwiezdnej. W przypadku obiektów poza Układem Słonecznym przyjęto jako odległość odniesienia 10 parseków. Zależność pomiędzy wielkością obserwowaną, a absolutną można wyrazić za pomocą wzoru:

Pulsacja jest spowodowana zmianami absorpcji, a wskutek tego objętości podfotosferycznej warstwy składającej się głównie z częściowo zjonizowanego helu. Z tego powodu zmienia się temperatura warstwy, więc też jasność i typ widmowy. Wykres zmian jasności od czasu jest podobny do sinusoidy, ale wzrost jasności następuje szybciej niż jej spadek.

Wielkość gwiazdowa – pozaukładowa jednostka miary stosowana do oznaczania blasku gwiazd (nie mylić z jasnością) i innych podobnych ciał niebieskich. Jednostką wielkości gwiazdowej jest magnitudo (oznaczenie m lub mag). Zazwyczaj w fizyce do wyrażenia wartości natężenia światła używa się luksów, jednakże ze względów praktycznych i historycznych w astronomii stosuje się nadal magnitudo.

Gwiazdy typu W Virginis to gwiazdy zmienne podobne do cefeid (czasem zwane cefeidami typu II). Podobnie jak u cefeid, u W Virginis obserwowana jest silna zależność między jasnością absolutną a okresem zmienności, jednak przy tym samym okresie gwiazdy typu W Virginis są o około 1,5 wielkości gwiazdowej słabsze niż cefeidy. Jest to związane z niższą masą i metalicznością (zawartością pierwiastków cięższych od helu) u gwiazd typu W Virginis, które należą do tzw. II populacji gwiazd. Gwiazdy typu W Virginis wykazują zmiany jasności w zakresie 0,3 - 1,2 magnitudo z okresem od 0,8 do 35 dni. Wyróżnia się dwa podtypy:

Cefeidy spełniają dobrze określone zależności okres pulsacji – jasność absolutna, odkryte przez Henriettę Leavitt w 1912 roku. Własność ta jest powszechnie stosowana do określania odległości do najbliższych galaktyk (cefeidy są świecami standardowymi).

W zależności tej można dopasować dwie różne proste, o nieco innym nachyleniu, odróżniając w ten sposób gwiazdy o dłuższych i krótszych okresach pulsacji – tzw. efekt Parenago.

Gwiazdy typu RR Lyrae (historyczna nazwa to cefeidy karłowate) – gwiazdy zmienne pulsujące, olbrzymy typu widmowego od A do F, o okresach pulsacji od 0,2 do 1,2 dnia i amplitudach zmian blasku od 0,2 do 1,5 wielkości gwiazdowych. Gwiazdy typu RR Lyrae należą do populacji II, występują więc w gromadach kulistych i w halo galaktycznym. Ich wiek wynosi ponad 10 miliardów lat.

Nadolbrzym – gwiazda o masie od około 10 do 50 mas Słońca i promieniu dochodzącym nawet ponad 1500 promieni Słońca. Ich czas istnienia jest krótki, od 10 do 50 milionów lat, mogą więc być obserwowane w młodych strukturach, takich jak gromady otwarte, ramiona galaktyk spiralnych, czy galaktyki nieregularne. Nie obserwujemy ich w jądrach spiralnych galaktyk ani w galaktykach eliptycznych.

Zobacz też

cefeidy typu II (gwiazdy typu W Virginis)

cefeidy karłowate (gwiazdy zmienne typu RR Lyrae)

Linki zewnętrzne

Hands-On Universe – mierzenie odległości do cefeid