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Sterne

RR Lyrae

RR Lyrae ist der Namensgeber einer wichtigen Klasse pulsierender Sterne. Er gehört zu einer entwickelten, metallarmen Sternpopulation und verändert seine Helligkeit in gut einem halben Tag. Seine Pulsation ist zusätzlich moduliert: Die Stärke und die Form der Helligkeitswechsel bleiben über längere Zeit nicht gleich.

Wie kann ein Stern als Entfernungsanzeiger dienen, obwohl sein Pulsieren nicht ganz gleichmäßig bleibt?

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Frei gestaltete Nahansicht von RR Lyrae als selbstleuchtender elfenbeinweißer Stern vor einem sehr dunklen Sternfeld.
KI-Illustration von RR Lyrae. Farbe, scheinbare Größe und feine Oberflächenstruktur sind frei gestaltet. Die Darstellung ist keine aufgelöste Aufnahme und bildet weder die Blazhko-Modulation noch eine gemessene Oberflächenkarte ab.

Zur Orientierung

Sterntyp
Pulsierender RRab-SternRRab bezeichnet die dominante radiale Grundschwingung.Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 411, 878 / arXiv
Kurze Pulsationsdauer
Ungefähr 13,6 StundenEtwa 0,567 Tage; die exakte Dauer verändert sich über die Beobachtungsgeschichte.Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 411, 878 / arXiv American Association of Variable Star Observers
Entfernung zur Erde
Ungefähr 820 LichtjahreGerundete Umrechnung der Gaia-EDR3-Parallaxe; keine aus der Pulsationskurve allein gewonnene Entfernung.Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 513, 788 / arXiv
Gaia-EDR3-Parallaxe
3,98 ± 0,03 MillibogensekundenWert für RR Lyrae selbst in der Kalibrierungsstudie von 2022. Systematische Kalibrierungsfragen werden dort separat behandelt.Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 513, 788 / arXiv
Längere Helligkeitsmodulation
Größenordnung 40 TageVeränderliche Blazhko-Modulation; die frühen Kepler-Daten ergaben etwa 39,1 Tage und keine exakte Wiederholung.Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 411, 878 / arXiv American Association of Variable Star Observers
Temperatur im untersuchten Pulsationszyklus
Ungefähr 6.000 bis 7.100 KelvinSpektroskopischer Befund von 2014 für den damals beobachteten Blazhko-Abschnitt; keine für alle Zeiten festen Extremwerte.Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 445, 4094 / arXiv
Scheinbare visuelle Helligkeit
Ungefähr 7. bis 8. GrößenklasseMit Fernglas oder kleinem Teleskop beobachtbar; die Helligkeitskurve wird zusätzlich moduliert.American Association of Variable Star Observers

Ein entwickelter Stern mit Heliumbrennen im Kern

RR-Lyrae-Sterne haben das Wasserstoffbrennen in ihrem Zentrum bereits hinter sich. Auf dem sogenannten Horizontalast ihres Entwicklungswegs verbrennen sie Helium im Kern und Wasserstoff in einer darum liegenden Schale.

Sie kommen häufig in alten, metallarmen Sternpopulationen vor. „Metallarm“ bedeutet in der Astronomie einen geringen Anteil an Elementen schwerer als Helium. Die Bezeichnung beschreibt ihre Zusammensetzung und darf nicht mit einer dunklen oder metallischen Oberfläche verwechselt werden.

American Association of Variable Star Observers

Ein Entfernungsmaß braucht die richtige Kalibrierung

Die Leuchtkraft von RR-Lyrae-Sternen ist vorhersagbar genug, um Entfernungen abzuschätzen. Dafür reicht eine für alle Sterne identische Helligkeitszahl jedoch nicht aus. Je nach Messband müssen unter anderem Pulsationsdauer und Metallgehalt berücksichtigt werden.

Gaia liefert unabhängige Parallaxen naher Vertreter. Eine Studie von 2022 nutzte solche Messungen, um die Beziehungen zwischen Leuchtkraft, Periode und Zusammensetzung neu zu kalibrieren. RR Lyrae selbst gehört zu diesem nahen Vergleichsbestand.

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 513, 788 / arXiv

Zwei Zeitskalen überlagern sich

Innerhalb von etwa 13,6 Stunden zieht sich der Stern zusammen und dehnt sich wieder aus. Zusätzlich verändert sich die Helligkeitskurve über viele dieser kurzen Zyklen. Diese langsamere Änderung ihrer Stärke und zeitlichen Lage heißt Blazhko-Modulation.

Kepler beobachtete außerdem zeitweise abwechselnd höhere und niedrigere Maxima aufeinanderfolgender Pulsationen. Dieser Effekt wird Periodenverdopplung genannt. Die beobachteten Muster sind Hinweise auf die Dynamik des Sterns; eine einfache, für immer identische Lichtkurve beschreiben sie nicht.

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 411, 878 / arXiv

Auch die Atmosphäre schwingt mit

Spektren zeigen, dass die Temperatur und die Bewegungen der äußeren Gasschichten während eines Pulsationszyklus variieren. Eine Analyse von 49 Spektren verfolgte diese Änderungen über einen vollständigen Zyklus.

Die chemischen Häufigkeiten blieben dabei weitgehend stabil. Kleine turbulente Bewegungen allein erzeugten in den getesteten Atmosphärenmodellen jedoch nicht die beobachtete Stärke der Blazhko-Helligkeitsänderungen. Das zeigt, weshalb die Entwicklung der Lichtkurve und die Physik der Atmosphäre gemeinsam untersucht werden müssen.

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 445, 4094 / arXiv

Eine Frage führt zur nächsten.

Quellen und Bildnachweis

Redaktioneller Quellenstand: 2026-11-13

KI-Illustration von RR Lyrae. Farbe, scheinbare Größe und feine Oberflächenstruktur sind frei gestaltet. Die Darstellung ist keine aufgelöste Aufnahme und bildet weder die Blazhko-Modulation noch eine gemessene Oberflächenkarte ab. Die Darstellung dient der Veranschaulichung; wissenschaftliche Aussagen beruhen auf den verlinkten Quellen.