Variabla stjärnor

Det har berättats att stjärnor är relativt stabila på huvudserien. Det är framförallt när stjärnorna går ur huvudserien som de kan bli betydligt mer instabila vilket yttrar sig bland annat som varierande luminositet. Nästan alla röda jättar och väldigt ljusstarka stjärnor varierar i ljusstyrka.

Variabla stjärnor i H-R-diagrammet (Courtesy Hipparcos & ESA)
Tendensen hos stjärnor till att variera i ljusstyrka som funktion av deras ställe i HR-diagrammet (Courtesy Hipparcos & ESA).

Cepheider

Denna typ av stjärnor är uppkallade efter Delta Cephei (i Cepheus) som var det första exemplaret i denna klass som upptäcktes och har en periodtid på 5,37 dagar. Ett annat exempel är Polstjärnan som har en periodtid på 3,97 dagar. Variationen i ljusstyrka har dock minskat till bara några hundradelar av en magnitud och troligtvis håller Polaris på att upphöra att vara en cepheid.

Cepheider är superjättar med yttemperatur mellan 5000 och 6000 K som blir instabila när de fusionerar helium genom trippel-alfa-processen. Alla stjärnor med massor mellan ungefär 5 och 20 solmassor passerar för eller senare instabilitetsbandet i H-R-diagrammet. Strålning absorberas av ett lager helium som blir joniserad. Energin höjer temperatur samt tryck och får stjärnan att expandera. Expansionen gör att heliumet får tillbaka sin elektron, sänker i sin tur temperatur samt tryck och får stjärnan att åter kontrahera. Cykeln börjar sedan om på nytt.

Det som har gjort dem användbara inom kosmologin är att de har en periodtid som är proportionell mot luminositeten. Med hjälp av dessa stjärnor är det därmed möjligt att uppskatta avstånd upp till några miljoner ljusårs avstånd eftersom de kan upptäckas i granngalaxer.Dessa gula variabla stjärnorna är mer utforskade än övriga variabler (t ex Mira-variabler). Därför används cepheiderna till två saker.

Cepheiderna kan dessutom indelas i tre underklasser.

  1. Cepheider: Massan är 3-18 solmassor och pulstiden är 2-100 dagar. Yttemperaturen är 5000-7000 K. Ytan rör sig fram och tillbaka med 10-70 km/s vilket orsakar en tydlig dopplereffekt. Polstjärnan är ett exempel på denna stjärntyp.

  2. Delta Scuti variabler: Massan är 1-3 solmassor och pulstiden är 0,1-1 dag. Temperaturen är 7000-8000 K.

  3. RR Lyrae: Är Delta Scuti-variabler som har kastat av sig en del av sin massa. De tillhör population 2. Dessa är ca tre gånger äldre än Solens livsålder (hur är detta möjligt om massan är större än Solens?) och består inte av några tyngre ämnen från tidigare generationer i någon större utsträckning. Temperaturen är 6500-7500 K. Har periodtider på mindre än en dag. Har mindre massa än cepheiderna.

Förmörkelsevariabler

Det kändaste exemplet är Algol i Perseus som förmörkas var 2,87:e dag.

Pånyttväckta jättar

FG Sagittae är ett exempel på en stjärna som har flammat upp, börjat oscillera i ljusstyrka och skickat upp udda tunga ämnen som barium, cerium, neodymium och samarium till ytan genom konvektion. Troligtvis är stjärnan, som befinner sig i en planetarisk nebulosa, en vit dvärgstjärna av kol som på nytt har flammat upp till en jättestjärna. De udda elementen har bildats genom långsamma neutroner

 

 

Tillbaka till Kosmologikas hemsida Nästa sida