Den habe ich zwar auch schon in Folge 64 der Sternengeschichten erklärt, aber ich möchte es vielleicht doch noch einmal wiederholen: Wie so oft bei Sternen dreht sich alles um das Wechselspiel zwischen der Kraft der Gravitation die den Stern unter seinem eigenen Gewicht zusammenfallen lassen möchte und der Kraft der Strahlung, die von innen nach außen drückt und der Gravitation entgegen wirkt.
Und um das zu verstehen, muss man sich über die Opazität des Sterns Gedanken machen. Die “Opazität” ist ein Maß für die Lichtundurchlässigkeit eines Materials. Die Strahlung eines Sterns wird ja in seinem Zentrum erzeugt und von dort dringt sie nach draußen. Das kann sie aber nur unter Schwierigkeiten, denn das Innere eines Sterns ist sehr dicht und die Strahlung wird an den ganzen Atomen und Elektronen aufgehalten und kommt nicht vorwärts. Diese teilweise Undurchlässigkeit der Sternatmosphäre wird Opazität genannt und oft mit dem griechischen Buchstaben kappa bezeichnet. Im Inneren eines Sterns ist die Opazität aber nicht konstant. Sie hängt vom Druck und der Temperatur ab. Wenn jetzt die Opazität mit zunehmender Temperatur des Sternmaterials zunimmt, dann können daraus Pulsationen entstehen. Und zwar so:
*) Für den ersten Schritt des Zyklus braucht man eine Region im Inneren des Sterns in der die Opazität mit steigender Temperatur zunimmt. Jetzt kann es vorkommen, dass diese Region durch irgendwelche äußere Störungen komprimiert wird. Diese Region rückt also näher an das Zentrum des Sterns.
*) Durch die Kompression steigt auch der Druck und die Temperatur dieses Materials.
*) Durch die Erhöhung von Druck und Temperatur steigt die Opazität.
*) Durch die erhöhte Opazität dieser Schicht dringt nun weniger Strahlung aus dem Sterninneren nach außen und “staut” sich auf
*) Dadurch entsteht unterhalb der Schicht ein größerer Strahlungsdruck, der dazu führt, dass die Schicht sich nun ausdehnt.
*) Die sich ausdehnende Schicht wird nun kühler, der Druck sinkt und jetzt wird auch die Opazität wieder geringer.
*) Die angestaute Strahlung kann schnell entweichen.
*) Durch das Entweichen der Strahlung nimmt der Druck unterhalb der Schicht ab, wodurch diese wieder in Richtung des Sterninneren komprimiert wird und der Zyklus von neuem beginnt.
Das ist der Kappamechanismus und im wesentlichen funktioniert das genau so wie bei einer Dampfmaschine, nur das hier kein Ventil den Zyklus regelt, sondern die Opazität. Damit der Kappamechanismus aber überhaupt auftreten kann, braucht es eben diese spezielle Region im Inneren eines Sterns, in der die Opazität mit steigender Temperatur zunimmt. Diese Schicht liegt bei den veränderlichen Sternen unterhalb der Sternoberfläche und die dort erzeugten Pulsationen umfassen dann auch die außerhalb gelegenen Teile des Sterns.
So weit, so normal. Viele Sterne haben die richtigen Bedingungen, damit sich so eine Schicht ausbilden kann und pulsieren dank des Kappamechanismus. Wir können sie benutzen, um mehr über das Innere von Sternen herauszufinden, über ihre Entwicklung und auch – was besonders wichtig ist – ihre Entfernung zu bestimmen, da sich aus dem Kappamechanismus Rückschlüsse auf die Temperatur und die absolute Helligkeit des Sterns ziehen lassen, die man dann mit der scheinbaren Helligkeit vergleichen und so bestimmen kann, wie weit er weg ist.
Aber das alles klappt natürlich nur, wenn wir auch wirklich sicher können, dass wir verstanden haben, was da vor sich geht. Und damit sind wir jetzt bei Sergey Nikolaevich Blazhko angelangt. Dieser russische Wissenschaftler hat 1907 RR-Lyrae-Sterne beobachtet und dabei etwas interessantes festgestellt. Dass sie ihre Helligkeit verändern und mal stärker und mal schwächer leuchten, war ja schon bekannt. Aber Blazhko bemerkte, dass die während der Änderung erreichte Maximalhelligkeit selbst veränderlich war. Vergleicht man den Unterschied zwischen der Maximal- und der Minimalhelligkeit eines RR-Lyrae-Sterns, dann bleibt der nicht konstant sondern ändert sich im Verlauf mehrere Monate ebenfalls periodisch!
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