24 juli 2024

Veranderlijke sterren Cepheïden zijn complexer dan gedacht

Eén van de helderste Cepheïden, RS Puppis. Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-Hubble/Europe Collaboration; Acknowledgment: H. Bond (STScI and Penn State University)

Cepheïden zijn een klasse van veranderlijke sterren, genoemd naar het prototype δ Cepheï. Het is een ster die radiaal pulseert, veranderlijk in zowel diameter als temperatuur, waardoor ze veranderingen in lichtkracht vertoont. In 1908 ontdekt Henrietta Leavitt een sterk direct verband tussen de periode en de absolute magnitude en dat zorgt er voor dat Cepheïden gebruikt kunnen worden als betrouwbare afstandsindicatoren in het heelal. Maar het blijkt toch niet zo gemakkelijk te zijn. Zo is al lang bekend dat er meerdere types Cepheïden zijn – naast de ‘klassieke’ Cepheïden zijn er ook afwijkende types. Ook maakt het verschil of de Cepheïde alleen is of dat er een begeleider bij staat, want die laatste kan van invloed zijn op de pulsaties van de ster. Vandaar dat er veel onderzoek wordt gedaan naar de snelheid van de pulsaties, zowel naar ons op aarde toe als van ons vandaan. Dat wordt ook wel de radiële snelheid van zo’n Cepheïde genoemd.

Credit: R.I. Anderson (EPFL)

In het kader van het zogeheten VELOcities of CEpheids (VELOCE) project hebben Richard I. Anderson (EPFL) en zijn team gedurende 12 jaar (2010-2022) radiële snelheden gemeten van 258 Cepheïden. Dat deden ze met de Euler telescoop in Chili en de Mercator telescoop op La Palma. Men was in staat met de twee telescopen zeer nauwkeurige waarnemingen te verrichten van de radiële snelheden van de veranderlijken, tot variaties in de snelheid van slechts 2 m/s, da’s de snelheid waarmee wij snel lopen. Voor het meten van de snelheden werden twee spectrografen gebruikt, HERMES op het noordelijk halfrond en CORALIE op het zuidelijk halfrond. De resultaten van de waarnemingen met VELOCE aan δ Cepheï zie je in de grafiek hierboven.

Het is dankzij het Doppler effect dat Anderson’s team de snelheden kan bepalen: lijnen in het spectrum die naar de blauwe kant schuiven wijzen op snelheden naar ons toe en lijnen die naar de rode kant schuiven wijzen op snelheden van ons vandaan. De waarnemingen aan de 258 Cepheïden laten zien dat de pulsaties van de sterren complexer zijn dan gedacht. Zo zijn er mogelijk interacties gaande tussen de verschillende lagen in de ster. Ook zijn er mogelijk niet-radiële pulsaties gaande. Naast de 258 alleenstaande Cepheïden heeft men ook 77 Cepheïden waargenomen die deel uitmaken van een binair systeem. Daarvan heeft men gekeken welke invloed een compagnon heeft op de pulsaties van de Cepheïde. Men schat in dat pakweg 1/3e van alle Cepheïden een partner heeft, eentje die niet altijd zichtbaar is vanaf de aarde, maar die wel invloed heeft op de veranderlijke ster. Omdat Cepheïden een belangrijke afstandsindicator zijn en daarmee een hulpmiddel om de uitdijingssnelheid van het heelal te bepalen is het belangrijk dat men precies weet hoe ze pulseren en wat voor invloed dat heeft op hun absolute lichtkracht.

Meer over de Cepheïden vind je in het vakartikel van Richard I. Anderson et al, VELOcities of CEpheids (VELOCE). I. High-precision radial velocities of CepheidsAstronomy & Astrophysics (2024).

Bron: Phys.org.

Share

Speak Your Mind

*