Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

1.2. LÄNGEN: RADIEN UND ENTFERNUNGEN 47
Die hellsten Sterne
Klassifikation: Variable Sterne
Name Periode Pop SpTyp MV
RR Lyrae 1.5 – 25 h II A2 – F2 0.6
δ Cephei 1 – 50 d I F6 – K2 −6 bis −0.5
W Virginis 2 – 45 d II F2 – G6 −3 bis 0
RV Tauri 205 – 150 d II G – K −3
Mira 100 – 700 d I und II M,N,R,S −3 bis −1
Die Oszillationen sind radial. Miras sind konvektiv.
Für die hellsten RR Lyrae Sterne haben wir unter der Annahme MV = 0 m und mV = 22 m als Maximalentfernung
250 kpc bestimmt. Eine Cepheide (vom Typ I) hat für P = 20 Tage etwa MV = −5,
damit kommt man bei gleicher Annahme über die Teleskop-Empfindlichkeit mit
D1
D2
= 10 0.2(M2−M1)
(1.64)
einen Faktor 10 weiter, also bis 2.5 Mpc.
Als Maximalhelligkeit (für P = 150 Tage) gilt etwa MV = −7 und damit Dmax = 4 Mpc.
Kosmologisch interessante Entfernungen liegen jedoch jenseits von 100 Mpc. Cepheiden reichen demnach
nicht aus, um den entscheidenden Schritt zur kosmologischen Entfernungsbestimmung zu vollziehen.
Hubble benutzte deshalb die hellsten Sterne einer ganzen Galaxie (einige waren allerdings H
II Regionen bzw. unaufgelöste Sternhaufen). Er fand MV = −6 m , 1, was etwa L = 10 4 L⊙ entspricht.
Heute gilt dagegen MV = −8 m , 5 und für
blaue Überriesen MV = −9 m , 3 ± 0.1 (1.65)
In unserer Galaxie gehören zu den hellsten Sternen:
1. HD 97950, ein Stern mit MV = −7 m , 9; vom SpTyp O3, Masse ≈ 80M⊙ in NGC 3603.
2. Eta Carinae, ein Stern vom SpTyp O3, Masse ≈ 100M⊙.
3. ζ Pup und χ Vel ein Doppelsternsystem mit MV = −7 m , 3; SpTyp O5.
Zu unserer nächsten Nachbarschaft gehört die Große Maghellansche Wolke. Die hellsten Sternen dort
sind:
1. Mk42, ein Stern mit SpTyp O3, Masse ≈ 110M⊙, T = 42000 K, L = 2.3 · 10 6 L⊙ (MV =
−7 m , 1).
2. R136a1, ein Stern mit SpTyp O3, Masse ≈ 100M⊙ im Sternhaufen R136 im Zentrum des 30-
Doradus-Nebels.
3. R127 = HDE 269858, ein variabler Stern mit SpTyp OIafpe und mit bipolarem Ausfluß (im
Zentrum des 30-Doradus-Nebels).
Die Entfernung zu diesen Sternen ist damit gut bekannt. Es ist allerdings fraglich, ob diese Sterne
wirklich als Eichstandards zu gebrauchen sind. Sie sind nicht mehr im hydrostatischen Gleichgewicht,
sie pulsieren und verlieren Masse mit einer Rate von bis zu ˙ M = 3 · 10 −4 M⊙ yr −1 . Die Massenverlust-
Rate ist hier so groß, daß die Entwicklungszeit von 1 Myr für solche Sterne deutlich unterschritten
wird, die Leuchtkraft wird damit eine Funktion der Zeit. Der Stern R127 = HDE 269858 war 1989 der
hellste in LMC.
Hier können (langfristig) Typ Ia Supernovae weiterhelfen. Sie haben
Typ Ia Supernovae MV = −19 m ; Dmax = 250 Mpc
damit kann dann die Hubble Konstante bestimmt werden.