Kosmisches Lineal: Wie Cepheiden zu Standardkerzen wurden

Für AstroGeo recherchieren wir regelmäßig eine ganze Geschichte. Nur wenn du uns finanziell unterstützt, bleibt der Podcast weiter kostenfrei. Danke! Im Jahr 1912 sah das Universum noch völlig anders aus als heute – zumindest laut den Vorstellungen der Astronominnen und Astronomen jener Zeit. Das Sonnensystem samt Sonne und Erde befand sich, wenn schon nicht völlig, dann doch sehr nahe dem Mittelpunkt des Universums. Besagtes Universum bestand aus einer einzigen Galaxie – nämlich unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße. Darüber hinaus war es winzig klein: ein paar tausend Lichtjahre sollte es durchmessen, mehr nicht. Doch in jenem Universum begannen irdische Forschende damit, die Sterne, die sie beobachten konnten, systematisch zu erfassen: Sie verzeichneten ihre Positionen am Nachthimmel und vermaßen ihre Helligkeiten. Dabei ist die Helligkeit mancher Sterne nicht immer gleich: Einige waren – und sind es immer noch – veränderliche Sterne, deren scheinbare Helligkeit sich ändert, mal zu- und dann wieder abnimmt. Die Astronomin Henrietta Swan Leavitt interessierte sich für eine besondere Klasse dieser veränderlichen Sterne, die heutzutage als Cepheiden bekannt sind, benannt nach dem namensgebenden Stern Delta Cephei. In den Beobachtungsdaten von Sternen in der Kleinen Magellanschen Wolke am Südhimmel fand Leavitt etwa zwei Dutzend Cepheiden – und dabei fiel ihr eine Besonderheit auf, die für Jahrzehnte unerklärbar bleiben sollte, die sich aber sofort als unheimlich nützlich erweisen sollte: Je heller einer dieser Sterne insgesamt war, desto länger war seine Periode, also der Zyklus einer Helligkeitveränderung. Leavitt beschrieb ihren Fund in einem Fachartikel, der im Jahr 1912 erschienen ist. In dieser Folge des AstroGeo-Podcasts erzählt Franzi die Geschichte der Cepheiden, der Perioden-Leuchtkraft-Beziehung, und warum sich ein Astronom namens Harlow Shapley als eine Art moderner Kopernikus sah. Die von Henrietta Swan Leavitt gefundene Perioden-Leuchtkraft-Beziehung sollte unser Verständnis vom kleinen Universum, das aus einer einzigen Welteninsel besteht, und in dem die Sonne im Mittelpunkt steht, revolutionieren – oder sogar völlig über den Haufen werfen. Denn Leavitt hatte erstmals eine sogenannte Standardkerze gefunden, ein Lineal für den Kosmos. Damit gab es eine Möglichkeit, die Entfernung zu weit entfernten Himmelskörpern zu ermitteln und so Maß zu nehmen im Universum. Weiterhören bei AstroGeo Folge 105: Vom Mittelpunkt zum Mitläufer: Wie wir unseren Platz im Kosmos fanden Weiterführende Links WP: Polarstern WP: Veränderlicher Stern WP: Cepheiden WP: Henrietta Swan Leavitt WP: Magellansche Wolken WP: Scheinbare Helligkeit WP: Absolute Helligkeit WP: Leuchtkraft WP: Delta Cephei WP: Perioden-Leuchtkraft-Beziehung WP: Standardkerze WP: Parallaxe WP: Ejnar Hertzsprung WP: Harlow Shapley WP: Jacobus Cornelius Kapteyn WP: Kugelsternhaufen Buch: Dava Sobel: The Glass Universe / Das Glas-Universum Quellen Buch: Marcia Bartusiak (ed.) – Archives of the Universe (2004) Fachartikel: Periods of 25 Variable Stars in the Small Magellanic Cloud. (1912) Fachartikel: Studies based on the colors and magnitudes in stellar clusters. XII. Remarks on the arrangement of the sidereal universe. (1919) Episodenbild: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgements: Davide De Martin