Distanzen im All Astronomen verfeinern kosmischen Zollstock

Astronomen haben ihr Maßband für den Kosmos verfeinert: Mit Hilfe der hochpräzisen Messung eines Sternen-Lichtechos können die Forscher die Entfernungen zu Galaxien nun genauer als je zuvor bestimmen.

Cepheiden sind wertvolle Werkzeuge für Astronomen: Seit fast 100 Jahren ermitteln sie mit Hilfe der pulsierenden Sterne die Distanz zu den Galaxien. Und je genauer man diese kosmischen Zollstöcke eicht, desto genauer lassen sich auch die Entfernungen von der Erde zu Galaxien bestimmen.

Das ist dem Astronomen-Team um Pierre Kervella vom Observatoire de Paris-Meudon in Frankreich nun gelungen. Die Forscher haben die Distanz des Cepheiden RS Pup hochpräzise messen können mit Hilfe des New Technology Telescope der Europäischen Südsternwarte (Eso) in Chile. Ihre Ergebnisse haben sie im Fachmagazin " Astronomy and Astrophysics " veröffentlicht.

Unsere Sonne ist, verglichen mit RS Pup, nur durchschnittlich: Der Cepheid ist zehnmal schwerer, 200 Mal größer und 15.000 Mal heller als sie - so hell, dass er leicht mit einem Fernglas beobachtet werden kann.

Cepheiden sind benannt nach dem Stern Delta Cephei im Sternbild Kepheus. Er ist so hell, dass er für das bloße Auge sichtbar ist. 1912 entdeckte die US-amerikanische Astronomin Henrietta Leavitt an ihm einen Zusammenhang zwischen der Helligkeit und der Pulsationsperiode. Je länger die Perioden, desto heller waren die Sterne. Dieser Zusammenhang spielt auch heute noch eine zentrale Rolle bei der Distanzbestimmung von Galaxien.

RS Pup ändert seine Helligkeit alle 41,4 Tage. Er liegt inmitten eines großen Nebels aus sehr feinem Staub, der Teile seines Lichts reflektiert. Diesen Umstand nutzten die Astronomen für ihre Messung: "Das Licht, das von dem Stern zum Staub wandert und von dort zum Teleskop, kommt etwas später an als das Licht, das direkt vom Stern zum Teleskop kommt", sagte Kervella. "Wenn wir also die Helligkeit eines bestimmten, isolierten Nebelflecks messen, erhalten wir eine Helligkeitskurve, die genauso wie die des Cepheiden aussieht, aber zeitlich verzögert ist."

Diese Zeitverschiebung bezeichnen die Forscher als Lichtecho. Der Rest ist simple Mathematik: Die Zeitverzögerung multipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit ergibt die Distanz des Sterns zu dem Nebelfleck. Und mithilfe dieser Distanz ließ sich die Entfernung von RS Pup ermitteln: 6500 Lichtjahre, plus/minus 90 Lichtjahre. Die Forscher erhoffen sich mit diesem genaueren kosmischen Cepheiden-Zollstock zukünftig bessere Distanzmessungen von Galaxien.

lub