Der "Demon Star" Algol gehört zu den einfachsten variablen Sternen - perfekt für Anfänger. Die Helligkeit mit bloßem Auge nimmt alle zwei Tage, 20 Stunden und 49 Minuten etwa 10 Stunden lang merklich ab, da ein dunkler Begleitstern, der fast auf der Erde umkreist, vor dem viel helleren Hauptstern kreuzt. Die vorhersehbaren "Minima von Algol" zeigen Ihnen, wann Sie den Stern wieder in seine normale Helligkeit zurückkehren sehen müssen.
Jeder hat Sterne am Nachthimmel funkeln sehen. Das Flackern wird durch Turbulenzen in der Erdatmosphäre erzeugt, die die schmalen Strahlen des Sternenlichts vorübergehend ablenken, bevor sie unsere Augen erreichen. Das Funkeln tritt auf Zeitskalen von Bruchteilen einer Sekunde auf. Das Phänomen ist ausschließlich auf die Luft zurückzuführen, durch die wir schauen - wir sehen keine Veränderungen in den Sternen selbst.
Ein großer Prozentsatz der Sterne am Himmel variiert jedoch tatsächlich die von ihnen emittierte Lichtmenge, was zu Änderungen ihrer visuellen Helligkeit in Zeitskalen von Stunden, Tagen oder sogar Jahren führt. In den meisten Fällen sind die Änderungen subtil. Tatsächlich wurden sie erst entdeckt, als Astronomen begannen, die Helligkeit der Sterne quantitativ zu messen und Unterschiede von einer Nacht zur anderen feststellten. Diese Sterne wurden als variable Sterne bekannt.
Variable Sterne können viele Ursachen haben. Einige Sterne pulsieren, wenn sie gegen Ende ihres Lebenszyklus instabil werden. Einige Sterne haben Gefährten in der Nähe, denen sie Masse stehlen, und sie flackern vorübergehend mit verstärkter Verschmelzung auf, wenn ein Wendepunkt erreicht wird - wie Aufflackern auf einem Grill. Eine andere Klasse von Sternen variiert in ihrer scheinbaren Helligkeit, weil wir das kombinierte Licht von zwei oder mehr Sternen in einer Umlaufbahn umeinander sehen. Nach einem vorhersehbaren Zeitplan geht ein Stern hinter dem anderen vorbei und verdeckt einen Teil der kombinierten Lichtleistung, die sie uns senden. Diese werden als verdunkelnde Doppelsterne bezeichnet. [Star Tunes: Composer setzt funkelnde Daten auf Musik]
Eine Handvoll offensichtlich variabler Sterne ist seit Jahrtausenden bekannt. In dieser Ausgabe von Mobile Astronomy sehen wir uns einen verdunkelnden Doppelstern an, dessen Helligkeit sich so stark ändert, dass alltägliche Skywatcher ihn leicht erkennen können. Es ist Algol, mit dem Spitznamen "Demon Star", und es liegt an frühen Abenden fast über Kopf für Skywatcher mittlerer nördlicher Breite.
Algol finden
Algol, auch Beta Persei genannt, ist der zweithellste Stern im Sternbild Perseus, der Held. Zu dieser Jahreszeit befindet sich Perseus bereits in der Nähe des Zenits (d. H. Direkt über dem Kopf), sobald der Himmel am frühen Abend vollständig dunkel wird. Es nimmt den Himmel zwischen dem hellen kleinen Plejadenhaufen im Stier Stier und der markanten W-förmigen Konstellation der Königin Cassiopeia ein. Astronomie-Sky-Charting-Apps wie SkySafari 6 für iOS und Android helfen Ihnen dabei, Algol und die anderen Sterne zu finden, die ich unten erwähne.
Während der Nacht steigt Perseus in den westlichen Himmel ab und setzt gegen 4 Uhr morgens Ortszeit ein, so dass wir genügend Zeit haben, ihn zu beobachten. (Tatsächlich ist Perseus eine nördliche Konstellation, und Teile davon sind nicht für Himmelsbeobachter in nördlichen Breiten geeignet. Aber an Februarabenden ist es zu einem geeigneten Zeitpunkt gut hoch am Himmel positioniert.)
Der hellste Stern von Perseus, Mirfak (auch bekannt als Algenib oder Alpha Persei), ist leicht zu erkennen, da er heller ist als jeder andere Stern in der Nähe, mit Ausnahme der gelblichen Capella, die etwa 19 Grad (oder eine Spannweite von der Größe von zwei Fäusten) darüber liegt es. Wenn Sie sich eine imaginäre Linie vorstellen, die Mirfak und Polaris verbindet, besteht der Rest von Perseus aus zwei Reihen dunklerer Sterne, die bei Mirfak beginnen und von Polaris abweichen. Nach Westen ausgerichtet ist Algol der mittelhelle, blau-weiß gefärbte Stern, der 9 Grad links unten von Mirfak sitzt.
Der Name Algol kommt vom arabischen Ausdruck "ra's al-ghul", was "der Kopf des Dämons" bedeutet. Und ja, das ist der gleiche Ra's al-Ghul, den die Figur in DC Comics benutzt! In der griechischen Mythologie erschlug Perseus die Gorgon-Medusa, und die Konstellation zeigt ihn, wie er ihren abgetrennten Kopf nach Hause trägt, wobei Algol die Medusa darstellt. Mehrere in der Nähe befindliche dunklere Sterne vervollständigen den Umriss des Kopfes.
Die meiste Zeit leuchtet Algol mit einer konstanten Helligkeit von etwa visueller Stärke 2,1, die für Augen ohne Hilfe leicht sichtbar ist. Alle zwei Tage, 20 Stunden und 49 Minuten sinkt die Helligkeit von Algol auf die visuelle Größe 3,4 (eine Erhöhung des Größenwerts ist eine Verringerung der Helligkeit), wodurch die Sichtbarkeit mit bloßem Auge vom städtischen Himmel aus erreicht wird. Kein Wunder, dass die alten Griechen Algol mit einem übernatürlichen Wesen in Verbindung brachten. Was ist los?
Warum variiert die Helligkeit von Algol?
Der Stern, den wir als Algol sehen, ist tatsächlich ein Sternpaar, das sich etwa 93 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Die beiden umkreisen so nahe beieinander, dass sie für bloße Augen und kleine Teleskope als eine Quelle des Sternenlichts erscheinen. Der viel heißere und hellere Primärstern ist drei- bis viermal so massereich wie sein kühlerer Sekundärbegleiter und strahlt etwa 26-mal so viel Licht aus. Astronomen schätzen, dass die beiden Sterne durchschnittlich nur 0,06 astronomische Einheiten (AU) voneinander entfernt sind. (Eine AU ist die mittlere Erde-Sonne-Trennung - ungefähr 93 Millionen Meilen oder 150 Millionen Kilometer.) Das ist ein Bruchteil der Entfernung von Merkur von der Sonne!
Die Umlaufbahn des schwachen Sekundärsterns um den hellen Primärstern ist nahezu randständig zur Erde ausgerichtet und kreuzt einmal während jeder Umlaufbahn zwischen der Erde und dem Primärstern, wodurch ein Teil des Lichts dieses Sterns abgeschnitten (oder verdunkelt) wird. Die Helligkeitsabnahme dauert 10 Stunden, einschließlich der Zeit, die der Sekundärstern benötigt, um auf den Primärstern ein- und auszusteigen. Das dunkelste Intervall dauert ungefähr 4 Stunden. Der gesamte Vorgang wird alle 2,87 Tage wiederholt.
Astronomen tabellieren diese "Minima von Algol" und veröffentlichen sie in Astronomiemagazinen und Handbüchern. Für jeden Beobachter auf der Erde treten einige Minima bei Tageslicht auf, was sie nicht beobachtbar macht. Die nützliche CalSky-Website kann die von Ihrer Beobachtungsstelle aus sichtbaren nächtlichen Minima vorhersagen. Navigieren Sie zur Seite Deep Sky / Variable Stars / Predictions, passen Sie die Einstellungen für den Start der Berechnung und die Dauer an (ich verwende gerne einen Monat) und klicken Sie auf Los. Eine tägliche Liste von Minima (und Maxima) für markante variable Sterne wird erstellt.
Es gibt tatsächlich einen dritten Stern im Algol-System, aber seine Umlaufbahnentfernung von 2,69 AE von den beiden anderen Sternen ist nicht nah genug, um das von ihnen empfangene Licht zu stören. Als nächstes werden wir einige Tipps geben, wie Sie Algols Veränderung sehen können. [Die Top-Skywatching-Events für 2018]
Beobachten Sie, wie der Dämonenstern aufhellt
Die meiste Zeit leuchtet Algol so hell wie der Stern der Stärke 2,1, Almach, der sich 12 Grad rechts unten in Algol befindet. Da die Helligkeit von Almach nicht variiert, kann es als Standardkomparator verwendet werden, um festzustellen, wann Algol gedimmt hat. Stellen Sie sich an einen Ort, an dem beide Sterne gut sichtbar sind, und vergleichen Sie ihre Helligkeit. Sie können auch ein Fernglas verwenden, um von einem Stern zum anderen zu wechseln und diese zu vergleichen. Algol und die Vergleichssterne sind hell genug, damit das Mondlicht Ihre Beobachtungen mit variablen Sternen nicht beeinträchtigt.
Zumindest ist Algol ungefähr so hell wie ein bescheidener Stern, der sich nur zwei Fingerbreiten links unten befindet und Gorgonea Tertia oder "dritter Stern des Gorgon" genannt wird. Indem Sie diesen Stern in Ihre Beobachtungen einbeziehen, können Sie beurteilen, ob Algol vollständig verdunkelt ist. Gorgonea Tertia ist ebenfalls leicht variabel und ändert sich mit einem Zyklus von 50 Tagen um 0,7, wird aber hier unseren Zweck erfüllen.
Wenn Sie können, schauen Sie Algol ein oder zwei Stunden vor dem vorhergesagten Minimum an. Dann versuchen Sie es etwa alle 30 Minuten erneut. Zumindest sollten Sie sehen, dass Algol in der Helligkeit Gorgonea Tertia entspricht. Im Laufe des Abends (ca. 5 Stunden) wird Algol langsam auf seine normale Intensität aufhellen. Hier sind einige gute Gelegenheiten, Algol für Beobachter in Nordamerika aufzuhellen:
Donnerstag, 22. Februar um 1:30 Uhr EST (erlangt gegen 6:30 Uhr wieder die volle Helligkeit)
Samstag, 24. Februar um 22:06 Uhr EST (erlangt gegen 3:00 Uhr morgens wieder die volle Helligkeit)
Dienstag, 27. Februar um 18:54 Uhr EST (erlangt gegen 23:54 Uhr wieder die volle Helligkeit)
Samstag, 17. März um 12:48 Uhr EDT (erlangt um ca. 5:48 Uhr wieder die volle Helligkeit)
Die Gelegenheiten am 24. und 27. Februar sind am bequemsten. Sobald Frühling und Sommer kommen, werden die kürzeren Nächte nicht lange genug sein, um Algol aufhellen zu sehen - aber der Herbst wird zusätzliche Monate perfekter Gelegenheiten bieten, um den Dämonenstern in Aktion zu sehen. Die Helligkeit von Algol sollte auf diese Weise für Millionen von Jahren variieren. Sie haben also genügend Zeit, um eines dieser ungewöhnlichen astronomischen Phänomene selbst zu beobachten. Viel Glück!
Überschreiten
Sobald Sie die Beobachtung von Algol beherrschen, können Sie nach anderen, herausfordernderen variablen Sternen suchen. Lambda Tauri, ein weiterer verdunkelnder Doppelstern, wechselt alle 3,95 Tage und verliert jedes Mal 14 Stunden lang an Helligkeit. Die 7-stündige Erholung ist wahrscheinlich zu lang, um sie in einer einzigen Nacht zu beobachten, aber eine Reihe von Beobachtungen wird ihre Veränderungen offenbaren. Einige variable Sterne wie Delta Cephei und Mekbuda (Zeta Geminorum) variieren kontinuierlicher als die Helligkeit. Verwenden Sie die Suchfunktion Ihrer Astronomie-App, um sie zu finden.
Die American Association of Variable Star Observers (AAVSO) ermutigt sowohl erfahrene Astronomen als auch Anfänger, sich mit variablen Sternen vertraut zu machen und Schätzungen der Beobachtungshelligkeit einzureichen, die von Forschern der Sternastrophysik verwendet werden. Die AAVSO-Website ist voll von wertvollen Ressourcen, und die Gruppe hat auch die Variable Stars-App für Android erstellt, die die Namen und die Helligkeit der derzeit sichtbaren variablen Sterne enthält. Es gibt kurze Listen für Anfänger, vollständige Listen für Experten und eine durchsuchbare Datenbank.
In den kommenden Ausgaben von Mobile Stargazing werden wir einige binokulare Winterziele hervorheben, untersuchen, wie Astronomen die Entfernungen zu Sternen messen, Ihnen einige in Science Fiction erwähnte Sterne zeigen und vieles mehr. In der Zwischenzeit schauen Sie weiter!
Anmerkung der Redaktion: Chris Vaughan ist ein Spezialist für Öffentlichkeitsarbeit und Bildung im Bereich Astronomie bei AstroGeo, Mitglied der Royal Astronomical Society of Canada und Betreiber des historischen David Dunlap Observatory-Teleskops (1,88 m). Sie können ihn per E-Mail erreichen und ihm auf Twitter @astrogeoguy sowie auf Facebook und Tumblr folgen.
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