A klasszikus cefeidák ( angolul classical Cepheids ), az I. típusú populáció cefeidái , az I. típusú cefeidák, a Delta Cephei típusú cefeidák a változócsillagok ( Cepheids ) típusai. A galaxisok első populációjának típusába tartoznak , szabályos radiális pulzáció jeleit mutatják, több naptól több hetes periódusig, fényességamplitúdója több tized magnitúdótól 2 magnitúdóig terjed.
Egyértelmű összefüggést találtak a klasszikus kefeidák fényereje és pulzálási periódusa között, [1] [2] ami lehetővé teszi, hogy a cefeidákat szabványos gyertyákként használják a távolságok skálájának meghatározására a Galaxisban és azon túl. [3] [4] [5] [6] A klasszikus cefeidák Hubble -teleszkópon végzett megfigyelései szerint a Hubble-törvényben sikerült finomítani az állandót . [3] [4] [6] [7] [8] A klasszikus kefeidákkal kapcsolatos információkat is felhasználják a Tejútrendszer jellemzőinek meghatározására, mint például a spirális szerkezet vagy a Nap magassága a Galaxis síkja felett . [5]
Körülbelül 800 cefeidát ismerünk a Tejútrendszerben, és a várható összlétszám 6000. A Magellán-felhőkben több ezer további cefeidát ismerünk . Hasonló objektumokat más galaxisokban is találtak; [9] A Hubble Űrteleszkóp több ilyet is felfedezett a 100 millió fényévnyire lévő NGC 4603 galaxisban . [tíz]
A klasszikus cefeidák 4-20-szor nehezebbek, mint a Nap [11] , és 1000 és 50 000 közötti (több mint 200 000 a V810 Centauri esetében ) a napfény fényereje [12] . Ezek a csillagok az F6-K2 spektrális típusú fényes óriásokhoz vagy szuperóriásokhoz tartoznak. Egy objektum hőmérséklete és spektrális típusa változik, ahogy ingadozik. A sugarak több tízszer vagy százszor nagyobbak, mint a napé. A fényesebb cefeidák hidegebbek és nagyobbak, és hosszabb a pulzálási periódusuk. A pulzálás során nemcsak a hőmérséklet változik, hanem a sugár is (pl. hosszú periódusú autónál ~25%-kal ), ami akár két nagyságrendű fényerő-változáshoz vezet. Rövid hullámhosszon a fényerő változása kifejezettebb [13] .
A cefeidák pulzálhatnak alapmódban , első felhangban vagy kevert módban. Az első feletti felhangok lüktetései ritkák, de ezek is érdekesek [2] . A legtöbb klasszikus cefeidát alapmódban pulzálónak tekintik, bár a pulzálás típusát nehéz meghatározni a fénygörbe alakjából. A felhangban pulzáló csillagok világosabbak és nagyobbak, mint azok, amelyek alapmódban ugyanabban az időszakban pulzálnak [14] .
Amikor egy közepes tömegű csillag elhagyja a fősorozatot, nagyon gyorsan áthalad az instabilitási sávon, és a hidrogénrétegben ég el. Amikor a mag hélium égni kezd, a csillag kék hurkot húzhat , és ismét átlépheti az instabilitási sávot, először a magasabb hőmérséklet felé haladva, és amikor visszatér az aszimptotikus óriáság felé . A 8-12 M ⊙ vagy annál nagyobb tömegű csillagok megkezdik a hélium elégetését a magban, mielőtt elérnék a vörös óriás ágat, és vörös szuperóriásokká válnak, de kék hurkot is készíthetnek, amikor áthaladnak az instabilitási sávon. A kék hurkok időtartama és jelenléte nagymértékben függ a csillag tömegétől, fémességétől és héliumtartalmától. Egyes esetekben a csillag negyedszer vagy ötödször is áthaladhat az instabilitási sávon, amikor a hélium égni kezd a burokban. A cefeida pulzációs periódus változási sebessége, valamint a különböző kémiai vegyületek (spektrumból meghatározott) relatív bősége lehetővé teszi annak megértését, hogy a csillag mikor halad át az instabilitási sávon [15] .
A klasszikus cefeidák a B7-nél korábbi B spektrumosztályú fősorozatú csillagok , valószínűleg késői O osztályú csillagok, mielőtt kimerítenék a magjukban lévő hidrogént. A tömegesebb és forróbb csillagok fényesebbé válnak A cefeidák hosszabb periódussal, bár a galaxison belüli, közel napelemes fémességű csillagokról azt gondolják, hogy nagy tömeget veszítenek, mire elérik az instabilitási sávot, pulzációs periódusuk 50 nap. vagy kevesebb. Egy bizonyos érték felett, fémességtől függően 20-50 M⊙ tömegnél a vörös óriások az evolúció során visszamennek a kék szuperóriás szakaszba, és nem mennek át a kék hurok szakaszon, ugyanakkor viselkednek. mint az instabil sárga hiperóriások és a nem megfelelően pulzáló cefeidák. A nagyon nagy tömegű csillagok nem hűlnek le eléggé ahhoz, hogy elérjék az instabilitási sávot, és nem válnak cefeidákká. Alacsony fémesség esetén, például a Magellán-felhőkben, a csillagok nagyobb tömeget tudnak megtartani, és fényesebb, hosszabb pulzációs periódusú kefeidákká alakulhatnak [12] .
A Cepheid fénygörbe általában aszimmetrikus, a maximális fényerő gyorsan emelkedik, majd a fényerő lassan csökken a minimumra (például Delta Cephei). Ez a sugár és a hőmérséklet ingadozása közötti fáziskülönbségnek köszönhető, és az alapvető (alapvető) üzemmódban pulzáló objektumok jelének tekinthető, köztük az I. típusú cefeidák. Egyes esetekben a sima, pszeudo-szinuszos fénygörbe ugrással, a fény csökkenésének rövid távú lelassulásával, vagy akár a fény növekedésével jár, amiről úgy gondolják, hogy az alapmód és a második felhang közötti rezonancia következménye. Az ugrás leggyakrabban a körülbelül 6 napos csillagok fénygörbéjének csökkenő részén látható (például Eta Eagle ). Az időszak növekedésével az ugrás helye a maximumra tolódik el, és kétszeres maximumhoz, vagy az első maximumtól megkülönböztethetetlenséghez vezethet a körülbelül 10 napos periódusú csillagok esetében (például Zeta Gemini ). Hosszabb periódusban a fénygörbe felszálló ágán ugrás látható (pl. X Cygnus ), de 20 napnál hosszabb időszakokra a rezonancia megszűnik.
Kisebb számú klasszikus cefeidának szinte szinuszos fénygörbéje van. Ezeket s-cefeidáknak nevezik, és általában kisebb amplitúdójuk és rövidebb periódusuk van. Legtöbbjüket az első felhangú (pl . X Nyilas ) vagy magasabb felhangú kefeidáknak tekintik, bár néhány szokatlan csillag alapvető módban pulzál, de szinuszos fénygörbéjük is van (pl . S Chanterelles ). Feltételezhető, hogy az első felhangban pulzáló csillagok rövid periódusúak Galaxisunkban, bár alacsony fémesség esetén, mint például a Magellán-felhőkben, az időszak megnövekedhet. A Magellán-felhőkben gyakoribbak a magasabb felhangokban lüktető tárgyak és a két felhangban egyszerre pulzáló cefeidák is; általában kisebb amplitúdójúak és némileg szabálytalan fénygörbék. [2] [16]
1784. szeptember 10-én Edward Pigott felfedezte az Eta Aquila csillag variabilitását, amely a klasszikus cefeida típus első ismert tagja. Ez a fajta változócsillag azonban Delta Cephei nevéhez fűződik, melynek változékonyságát egy hónappal később John Goodryk fedezte fel. [17] A Delta Cephei a periódus-fényesség kapcsolat kalibrálásának is fontos tárgya, mivel a csillagtól való távolság az egyik legmegbízhatóbb a kefeidák között, mivel a Delta Cephei egy csillaghalmazhoz tartozik, [18] [19] ill . a csillagnak pontos parallaxisai is vannak, Hubble és Hipparcos távcsővel mérve . [húsz]
A klasszikus kefeidák fényereje közvetlenül összefügg pulzációs periódusukkal. Minél hosszabb a periódus, annál nagyobb a csillag fényereje. A klasszikus kefeidák periódus-fényesség kapcsolatát 1908-ban Henrietta Swan Leavitt fedezte fel a Magellán-felhőkben található változócsillagok ezreinek vizsgálata során. [21] Az így létrejött kapcsolatot 1912-ben publikálta [22] . A függőség kalibrálása után beállítható egy tetszőleges cefeida fényessége, ha ismert a pulzálási periódusa. A látszólagos fényességi adatokból ezután meghatározható a cefeidától való távolság. A luminozitás pulzációs periódustól való függőségét a huszadik század során számos csillagász kalibrálta, kezdve Einar Hertzsprungtól . [23] Az ilyen kalibrálás számos nehézséggel jár. Benedict és munkatársai megbízható kalibrálást végeztek 2007-ben a Hubble parallaxis adataiból 10 közeli klasszikus cefeidára vonatkozóan. [24] 2008-ban az ESO csillagászai 1%-on belül meghatározták a Cepheid RS Puppis távolságát a csillagot beágyazó ködből származó fényvisszhang adatok alapján. [25] Ezt a becslést azonban számos forrás vitatja. [26]
A következő összefüggést az I populáció cefeida P pulzációs periódusára és M v abszolút nagyságára vonatkozóan a Hubble Űrteleszkóp által a Naphoz legközelebbi 10 klasszikus cefeidára kapott trigonometrikus parallaxis adatokból származtattuk:
ahol P -t napokban mérik. [20] [24] A következő összefüggés is használható a klasszikus kefeidától való d távolság becslésére:
[24]vagy
[27]I és V a látszólagos csillagmagasság átlagos értéke a spektrum infravörös és látható részén.
A 0,5 magnitúdónál kisebb látszólagos amplitúdójú, közel szimmetrikus fénygörbékkel és rövid pulzációs periódusú klasszikus cefeidákat egy külön csoportba sorolják, amelyeket alacsony amplitúdójú kefeidáknak neveznek. Számukra a DCEPS in rövidítés bekerült a Változócsillagok Általános katalógusába , az ilyen csillagok periódusa általában nem haladja meg a 7 napot, bár a pontos határ még kérdéses. [28] Az s-Cepheid elnevezést a rövid pulzációs periódusú és alacsony fényamplitúdójú, szinuszos fénygörbével rendelkező kefeidákra használják. Úgy gondolják, hogy az ilyen tárgyak az első felhangban pulzálnak. Az instabilitási sáv piros széle közelében helyezkednek el. Egyes szerzők az s-cepheids kifejezést az alacsony amplitúdójú DCEP csillagok szinonimájaként használják, mások úgy vélik, hogy ez a megjelölés csak az első felhangban pulzáló csillagokra alkalmazható. [29] [30]
Az alacsony amplitúdójú cefeidák (DCEPS) közé tartozik a Polaris és az FF Aquila , bár mindkét objektum alapmódban is pulzálhat. Azok az objektumok, amelyek hullámzása az első felhangban szilárdan megalapozott, közé tartozik a Déli Kereszt BG és az Iránytűk BP . [31] [32]
A cefeidáktól való távolság becslésénél a bizonytalanság fő típusai a különböző spektrális sávokban a fényesség periódustól való függésének tulajdonságai, a fémesség nullpontra gyakorolt hatása és ennek a függésnek a meredeksége, a tárgyak fotometriai keverésének hatása, ill. változó (általában egy kevéssé ismert törvény szerint) abszorpció. Mindezeket a hatástípusokat széles körben tárgyalja a szakirodalom. [4] [7] [12] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41]
Ezen bizonytalanságok jelenléte miatt a cefeidákból kapott Hubble-állandó értékei 60 km/s/Mpc és 80 km/s/Mpc között változnak. [3] [4] [6] [7] [8] A Hubble-állandó meghatározásában előforduló hibák kiküszöbölése a csillagászat egyik legfontosabb feladata, hiszen a pontos értékből az Univerzum számos kozmológiai paramétere meghatározható. a Hubble állandó. [6] [8]
Egyes klasszikus cefeidák fényességi ingadozásait mutatják, amelyek több napos időskálán is láthatók, még szabad szemmel is. Ilyen objektumok közé tartozik a Delta Cephei (az északi égbolton), a Zeta Gemini és az Eta Eagle (könnyen megfigyelhető a trópusokon) és a Beta Southern Pisces (a déli égen).
Megnevezés (név) | csillagkép | Nyítás | Maximális látszólagos magnitúdó (m V ) [42] | Minimális látszólagos magnitúdó (m V ) [42] | Időszak (nap) [42] | Spektrális osztály | jegyzet |
---|---|---|---|---|---|---|---|
ηAql | Sas | Edward Pigott , 1784 | 3 p.48 _ _ | 4 p.39 _ _ | 07.17664 | F6 Ibv | |
FF Aql | Sas | Charles Morse Huffer , 1927 | 5 m.18 _ _ | 5 m,68 _ _ | 04.47 | F5Ia-F8Ia | |
TT Aql | Sas | 6 p.46 _ _ | 7 m,7 _ _ | 13,7546 | F6-G5 | ||
U Aql | Sas | 6 p.08 _ _ | 6 m,86 _ _ | 07.02393 | F5I-II-G1 | ||
T Ant | Szivattyú | 5 p.00 _ | 5 m,82 _ _ | 05.898 | G5 | Valószínűleg van egy megfigyelhetetlen társa. Korábban azt hitték, hogy az objektum egy II. típusú kefeida [43] | |
RT Aur | Auriga | 5 p.00 _ | 5 m,82 _ _ | 03.73 | F8Ibv | ||
l Autó | Tőkesúly | 3 p.28 _ _ | 4 p.18 _ _ | 35,53584 | G5 Iab/Ib | ||
δCep | Cepheus | John Goodrick , 1784 | 3 p.48 _ _ | 4 p.37 _ _ | 05.36634 | F5Ib-G2Ib | távcsövön keresztül látható kettős csillag |
AXE Cir | Iránytű | 5 m,65 _ _ | 6 p.09 _ _ | 05.273268 | F2-G2II | spektroszkópiai bináris, 5 M ⊙ tömegű , B6 spektrális típusú társával | |
B.P. Cir | Iránytű | 7 p.31 _ _ | 7 m,71 _ _ | 02.39810 | F2/3II-F6 | spektroszkópiai bináris, 4,7 M ⊙ tömegű , B6 spektrális típusú társával | |
BG Cru | Déli kereszt | 5 p.34 _ _ | 5 m,58 _ _ | 03.3428 | F5Ib-G0p | ||
R Cru | Déli kereszt | 6 p.40 _ _ | 7 p.23 _ _ | 05.82575 | F7Ib/II | ||
S cru | Déli kereszt | 6 m.22 _ _ | 6 m,92 _ _ | 04.68997 | F6-G1Ib-II | ||
T Cru | Déli kereszt | 6 p.32 _ _ | 6 m,83 _ _ | 06.73331 | F6-G2Ib | ||
X Cyg | Hattyú | 5 m,85 _ _ | 6 p.91 _ _ | 16,38633 | G8Ib [44] | ||
SU Cyg | Hattyú | 6 p.44 _ _ | 7 p.22 _ _ | 03.84555 | F2-G0I-II [45] | ||
β Dor | Déli halak | 3 p.46 _ _ | 4 p.08 _ _ | 09.8426 | F4-G4Ia-II | ||
ζ Gem | Ikrek | Johann Schmidt , 1825 | 3 m,62 _ _ | 4 p.18 _ _ | 10.15073 | F7Ib - G3Ib | |
V473 Lyr | Lyra | 5 m,99 _ _ | 6 p.35 _ _ | 01.49078 | F6Ib-II | ||
R Mus | Légy | 5 m,93 _ _ | 6 m,73 _ _ | 07.51 | F7Ib-G2 | ||
S Mus | Légy | 5 m,89 _ _ | 6 p.49 _ _ | 09.66007 | F6Ib-G0 | ||
S Nor | Négyzet | 6 m.12 _ _ | 6 m,77 _ _ | 09.75411 | F8-G0Ib | az NGC 6087 klaszter legfényesebb tagja | |
QZ Nor | Négyzet | 8 p.71 _ _ | 9 p.03 _ _ | 03.786008 | F6I | az NGC 6067 nyílt fürt összetevője | |
V340 Nor | Négyzet | 8 p.26 _ _ | 8 p.60 _ _ | 11.2888 | G0Ib | az NGC 6067 nyílt fürt összetevője | |
V378 Nor | Négyzet | 6 p.21 _ _ | 6 m.23 _ _ | 03.5850 | G8Ib | ||
B.F.Oph | Ophiuchus | 6 m,93 _ _ | 7 m,71 _ _ | 04.06775 | F8-K2 [46] | ||
RS Pup | zord | 6 m.52 _ _ | 7 m,67 _ _ | 41,3876 | F8Iab | ||
S Sge | Nyíl | John Ellard Gore , 1885 | 5 m.24 _ _ | 6 p.04 _ _ | 08.382086 [47] | F6Ib-G5Ib | |
U Sgr | Nyilas (az M25 -ben ) | 6 p.28 _ _ | 7 p.15 _ _ | 06.74523 | G1Ib [48] | ||
W Sgr | Nyilas | 4 p.29 _ _ | 5 m.14 _ _ | 07.59503 | F4-G2Ib | Optikai kettős γ 2 Sgr | |
X Sgr | Nyilas | 4 p.20 _ _ | 4 p.90 _ _ | 07.01283 | F5-G2II | ||
V636Sco | Skorpió (csillagkép) | 6 p.40 _ _ | 6 m,92 _ _ | 06.79671 | F7/8Ib/II-G5 | ||
R Tra | Déli háromszög | 6 m.4 _ _ | 6 m,9 _ _ | 03.389 | F7Ib/II [48] | ||
S Tra | Déli háromszög | 6 m.1 _ _ | 6 m,8 _ _ | 06.323 | F6II-G2 | ||
α UMi ( Polar Star ) | Ursa Minor | Einar Hertzsprung , 1911 | 1 p.86 _ _ | 2 p.13 _ _ | 03.9696 | F8Ib vagy F8II | |
AH Vel | Vitorla | 5 m,5 _ _ | 5 m,89 _ _ | 04.227171 | F7Ib-II | ||
S Vul | Rókagomba | 8 p.69 _ _ | 9 p.42 _ _ | 68.464 | G0-K2(M1) | ||
T Vul | Rókagomba | 5 m.41 _ _ | 6 p.09 _ _ | 04.435462 | F5Ib-G0Ib | ||
U Vul | Rókagomba | 6 m,73 _ _ | 7 p.54 _ _ | 07.990676 | F6Iab-G2 | ||
SV Vul | Rókagomba | 6 m,72 _ _ | 7 m,79 _ _ | 44.993 | F7Iab-K0Iab |
változó csillagok | |
---|---|
Kitörő | |
Lüktető | |
forgó | |
Kataklizmikus | |
elhomályosító binárisok | |
Listák | |
Kategória: Változócsillagok |