Delta Cephei: cefeida (Cepheid) i podstawowy kalibrator odległości
Delta Cephei — kluczowa cefeida i podstawowy kalibrator odległości: historia odkrycia, precyzyjne paralaksy, jasność i wpływ na pomiary kosmiczne.
Delta Cephei (δ Cep, δ Cephei) to układ gwiazd binarnych oddalony o 887 lat świetlnych w północnej konstelacji króla Cepheusa. Ze względu na obecność gazu i pyłu na linii wzroku pozorna wielkość gwiazdy jest osłabiona o około 0,23 magnitudo.
Cechy fizyczne i pulsacje
Delta Cephei jest prototypem gwiazd typu Cepheid (zmienna typu I) i była jedną z pierwszych odkrytych tego typu zmiennych — została opisana przez Johna Goodricke'a w 1784 roku. Jest to klasyczny Cepheid o okresie pulsacji wynoszącym około 5,366 dnia. W wyniku pulsacji zmieniają się jej promień i temperatura powierzchniowa, co powoduje cykliczne wahania jasności o amplitudzie rzędu 0,7 magnitudo (typowe wartości widzialne w zakresie kilku dziesiątych magnitudo, zależnie od filtru obserwacyjnego). W trakcie cyklu spektralny typ zmienia się w przybliżeniu między klasami F i G.
Jako gwiazda olbrzymia Delta Cephei emituje około 2000 razy więcej światła niż Słońce. Jej masa jest rzędu kilku mas Słońca, a promień — kilkadziesiąt razy większy od promienia Słońca (wartości te zmieniają się w trakcie pulsacji). Pulsacje są napędzane mechanizmem κ (kappa), typowym dla Cepheidów, co sprawia, że związana z nimi relacja okres–świetlny (tzw. prawo Leavitta) jest jedną z najważniejszych metod w kosmologicznym drabince odległości.
Znaczenie jako kalibrator odległości
Delta Cephei ma ogromne znaczenie dla astronomii jako podstawowy kalibrator odległości. Jej odległość jest relatywnie dobrze ustalona między innymi dzięki temu, że należy do niewielkiej gromadki gwiazd i jest na tyle bliska, iż precyzyjne pomiary paralaksy z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a/Hipparcos (paralaksy) dają wiarygodne wyniki. Dzięki temu Delta Cephei pełni rolę „świecy absolutnej” używanej do kalibracji relacji okres–świetlny dla dalszych, jasnych Cepheidów w innych galaktykach, co z kolei pozwala na wyznaczanie odległości pozagalaktycznych i skalowanie stałej Hubble’a.
Układ wielokrotny i porównanie z Polaris
Delta Cephei jest częścią układu wielogwiezdnego — w literaturze często określana jest jako układ binarny lub wielokrotny — co wpływa na interpretację niektórych obserwowanych parametrów. Jedyną zmienną typu Cepheid bliższą nam jest Polaris (Gwiazda Północna), której odległość i niektóre cechy wciąż budzą dyskusje w środowisku astronomicznym, dlatego Delta Cephei pozostaje istotnym punktem odniesienia.
Wiatr gwiezdny, utrata masy i otaczająca mgławica
Delta Cephei wytwarza silny wiatr gwiezdny, a pulsacje i towarzyszące im wstrząsy w atmosferze powodują wydatną utratę masy. Obecne szacunki tempa utraty masy wynoszą około (1,0 ± 0,8) × 10-6 M☉/rok — co w przybliżeniu odpowiada utracie masy równej masie Słońca w skali czasu rzędu miliona lat. Materia wypływa z prędkością porządku 35 km s-1.
Wyrzucona materia tworzy rozległą otoczkę i widoczny w obserwacjach podczerwonych i radiowych obłok o średnicy około jednego parseka, której środek znajduje się w Delta Cephei, zawierający od około 0,07 do 0,21 M☉ neutralnego wodoru. Ruch gwiazdy względem otaczającego ośrodka prowadzi do powstania charakterystycznego wstrząsu dziobowego (bow shock), w którym wiatr gwiezdny zderza się z medium międzygwiezdnym, ogrzewając gaz i powodując świecenie w różnych zakresach promieniowania.
Obserwacje i zjawiska towarzyszące
Delta Cephei jest intensywnie obserwowana w szerokim zakresie długości fal — od ultrafioletu i rentgena (gdzie widoczne są efekty wstrząsów w atmosferze) po podczerwień i fale radiowe (gdzie rejestrowana jest otaczająca mgławica i emisja od pyłu). Dzięki temu poznajemy zarówno mechanikę pulsacji, jak i procesy utraty masy oraz interakcję gwiazdy z otaczającym ośrodkiem międzygwiezdnym.
Ze względu na swoją jasność, względną bliskość i status prototypu Delta Cephei pozostaje jedną z najważniejszych gwiazd do badań zmiennych typu Cepheid i kalibracji astronomicznych metod pomiaru odległości.
Szok łuku wokół Delta cephei
Krzywa światła Delta Cephei pokazująca wielkość w zależności od fazy pulsacji
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest Delta Cephei?
O: Delta Cephei (δ Cep, δ Cephei) to układ podwójny gwiazd oddalony o około 887 lat świetlnych w północnym gwiazdozbiorze Cefeusza, Króla.
P: Kto odkrył Delta Cephei?
O: Delta Cephei została odkryta przez Johna Goodricke w 1784 roku.
P: Jak daleko znajduje się Delta Cephei?
A: Delta Cephei znajduje się w odległości około 887 lat świetlnych od Ziemi.
P: Co sprawia, że Delta Cephei jest ważna?
O: Odległość do Delta Cephei jest bardzo dobrze znana ze względu na bliskość gromady gwiazd i precyzyjne paralaksy Teleskopu Kosmicznego Hubble'a/Hipparcosa, które dają dokładny wynik. Dzięki temu jest ona znana jako "podstawowy kalibrator odległości" lub świeca absolutna.
P: Jakim typem gwiazdy zmiennej jest Delta Cephei?
O: Delta Cephiei jest klasyfikowana jako klasyczna gwiazda zmienna typu I.
P: Jaką jasność emituje Delta Cepei w porównaniu do jasności Słońca?
O: Delta Cepei emituje około 2.000 razy więcej światła niż Słońce.
P: Jaką masę zawiera gaz wyrzucony z delta cepei?
O: Gaz wydalony z delta cephie zawiera 0,07 - 0,21 masy słonecznej neutralnego wodoru.
Przeszukaj encyklopedię