משתנה קפאידי

משתנה קפאידי הוא כוכב ענק בעל בהירות המשתנה במחזור קבוע, בתדירות אופיינית המתבטאת בעקומת בהירות שונה לכל כוכב. הקטגוריה קרויה על שם הכוכב דלתא בקפאוס, שהוא משתנה קפאידי.

בשנת 1912 גילתה האסטרונומית הנרייטה ליוויט כי קיים קשר בין זמן מחזור בהירות של משתנה קפאידי לבין הבהירות המוחלטת שלו. תגלית זו איפשרה את השימוש במשתנים קפאידים כנרות תקניים למדידת מרחקים ביקום, דבר שאיפשר (בזכות הבוהק הגבוה שלהם) להרחיב את מדידת המרחקים לטווחים גדולים יותר.

האסטרונום אדווין האבל גילה ב־1929 משתנים קפאידים בגלקסיית אנדרומדה. גילוי זה חשף כי מדובר בגלקסיה נוספת לשביל החלב, ולא לערפילית בתוכו.

הקשר בין זמן המחזור של קפאיד לבוהק המוחלט שלו נתון על ידי הנוסחה האמפירית $M_a=-2.81 \log(C) - 1.43$ כשזמן המחזור C נתון בימים. במיכשור הקיים בימינו (2006) ניתן לזהות משתנים קפאידים בגלקסיות במרחק של 60 מיליון שנות אור.

כיום מקובל להניח שקפאידים הם כוכבי ענק שנמצאים בשלבים האחרונים של חייהם. כוכבים אלו סיימו את תקופת הסדרה הראשית בחייהם ומקיימים היתוך גרעיני של הליום בליבתם. ההסבר למחזור התאורה של הקפאיד הוא - הליום כפול-יינון (כלומר שאיבד 2 אלקטרונים) אטום לאור יחסית להליום מיונן רגיל (שאיבד רק אלקטרון אחד). כמות ההליום כפול-הינון עולה עם הטמפרטורה. בחלק העמום ביותר של מחזור התאורה, הליום כפול-יינון בשיכבה החיצונית של הכוכב חוסם חלק מאור הכוכב, מתחמם ומתחיל להתפשט כלפי חוץ. הדבר גורם לקירור ההליום כפול-הינון והפיכתו להליום מיונן רגיל, שמאפשר לאור הכוכב לעברו דרכו - זהו החלק המואר ביותר במחזור התאורה של הכוכב. קירור ההליום גורם לדחיסתו שוב כלפי פני הכוכב, שם הוא מתחמם עובר ינון נוסף והמחזור מתחיל מחדש. לדלתא בקפאוס, למשל, מחזור של 5.36634 ימים.

קישורים חיצוניים

• משתנים קפאידים, באתר הידען