Variabile Cefeide

Una variabile Cefeide è un membro di una particolare classe di stelle variabili, notevole per una correlazione molto stretta tra il loro periodo di variabilità e la luminosità stellare assoluta.

Grazie a questa correlazione, le variabili Cefeidi possono essere usate come candele standard per determinare la distanza degli ammassi globulari e delle galassie in cui sono contenute. Poiché la relazione periodo-luminosità può essere calibrata con grande precisione usando le stelle Cefeidi vicine, le distanze trovate con questo metodo sono tra le più accurate disponibili.

Descrizione

Una Cefeide è in genere una stella gigante gialla di popolazione I, che pulsa regolarmente espandendosi e contraendosi, cambiando così la sua luminosità in un ciclo regolare. La luminosità delle stelle Cefeidi è in genere compresa tra 1000 e 10000 volte quella del Sole.

La causa della pulsazione è l'abbondanza di He⁺ nella loro atmosfera. La potente radiazione generata dalla stella ionizza una piccola frazione dell' He⁺ a He⁺², che è molto più opaco alla radiazione. L'atmosfera inizia a bloccare una parte della radiazione uscente, diventa più calda e inizia ad espandersi. Un'atmosfera più calda ed estesa causa un aumento della luminosità della stella.

L'atmosfera espansa presto inizia a raffreddarsi, e l'He⁺² si ricombina in He⁺. Adesso l'atmosfera è di nuovo relativamente trasparente, perde calore e si restringe. L'intero processo riparte ora dall'inizio.

Il ciclo di espansione-contrazione si ripete ogni pochi giorni, in modo perfettamente prevedibile.

Uso come candela standard

La relazione tra la luminosità e il periodo di variazione di una stella Cefeide è molto precisa, ed è stata usata come candela standard per più di un secolo. Una Cefeide con un periodo di tre giorni ha una luminosità pari ad 800 volte quella del Sole. Una Cefeide con un periodo di trenta giorni è 10000 volte più luminosa del Sole. Questa scala è stata calibrata usando stelle Cefeidi molto vicine, per le quali la distanza era già conosciuta.

Questa elevata luminosità, e la precisione con cui la loro distanza può essere stimata, rendono le stelle Cefeidi la candela standard ideale per misurare la distanza di ammassi globulari e galassie esterne. Naturalmente, ci sarà un piccolo errore perché non conosciamo la posizione precisa della variabile Cefeide all'interno dell'ammasso o galassia. Questo errore è in genere così piccolo da essere irrilevante in questo tipo di misure.

Le stelle Cefeidi sono visibili a grandi distanze. Edwin Hubble identificò per primo alcune Cefeidi nella Galassia di Andromeda, provando la sua natura extragalattica. Più recentemente, lo Hubble Space Telescope è riuscito ad identificare alcune Cefeidi nell'ammasso della Vergine, ad una distanza di 60 milioni di anni luce.

Note

• Alcune stelle Cefeidi (per esempio la stella Polare) hanno mostrato una riduzione della loro oscillazione in un periodo di alcune decine di anni, e sono ora praticamente costanti.

• Le stelle Cefeidi sono a volte divise in due classi, tipo I e tipo II. Quest'ultimo, composto da stelle di popolazione II, sono in genere chiamate variabili W Virginis, ed hanno un comportamento simile alle Cefeidi classiche.

Vedi anche: variabili RR Lyrae, Costante di Hubble

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