משתנה קפאידי

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
כוכב הצפון (בקצה העליון של הדובה הקטנה) הוא המשתנה הקפאידי הקרוב ביותר אלינו, במרחק של 133 פארסק, או 436 שנות אור. התמונות מימין צולמו על ידי טלסקופ החלל האבל.

משתנה קפאידי הוא כוכב ענק בעל בהירות המשתנה במחזור קבוע, בתדירות אופיינית המתבטאת בעקומת בהירות שונה לכל כוכב. הקטגוריה הזו קרויה על שם הכוכב דלתא בקפאוס, שהוא משתנה קפאידי, אחד הראשונים שהתגלו‏[1]. המשתנים הקפאידים מתאפיינים גם במחזורי בהירות מדויקים מאד.

בשנת 1912 גילתה האסטרונומית הנרייטה ליוויט כי קיים קשר בין זמן מחזור הבהירות של משתנה קפאידי לבין הבהירות המוחלטת שלו‏[2]. תגלית זו איפשרה את השימוש במשתנים קפאידים כנרות תקניים למדידת מרחקים ביקום, דבר שאיפשר (בזכות הבהירות הגדולה שלהם) להרחיב את מדידת המרחקים לטווחים שמעבר לשביל החלב. כיום (2013) ניתן לבצע מדידות מרחק באמצעות משתנים קפאידים עד לתחום של כ-10 גיגה-פארסק[3]; גודלו של היקום הנצפה, על פי הערכות חדשות, מוערך בכ-14 גיגה-פארסק‏[4].

האסטרונום אדווין האבל גילה ב־1923 משתנים קפאידים בגלקסיית אנדרומדה. גילוי זה הראה שגרמי שמים אלה נמצאים בגלקסיה נוספת לשביל החלב, ולא בערפילית בתוכו. הגילוי גם הביא לסיום את הוויכוח הגדול בשאלה אם קיימות ביקום גלקסיות אחרות, בנוסף לשביל החלב.

הקשר בין זמן המחזור של קפאיד מהטיפוס הקלאסי (ראו להלן) לבהירות המוחלטת שלו נתון על ידי הנוסחה האמפירית: M_a=-2.81 \log(C) - 1.43 כשזמן המחזור C נתון בימים; הבהירות מתקבלת ביחידות של סקלת הבהירות הלוגריתמית.

מנגנון הפעימה של משתנים קפאידים[עריכת קוד מקור | עריכה]

כיום מקובלת הסברה, שקפאידים הם כוכבי ענק שנמצאים בשלבים האחרונים של חייהם. כוכבים אלו סיימו את תקופת הסדרה הראשית בחייהם, והם מקיימים בליבתם היתוך גרעיני של הליום ליסודות כבדים יותר.

ההסבר המקובל למחזור התאורה של הקפאיד ידוע בכינוי "השסתום של אדינגטון"‏[5], או "מנגנון Kappa":

הליום כפול-יינון (כלומר שאיבד 2 אלקטרונים) אטום לאור, יחסית להליום מיונן רגיל (שאיבד רק אלקטרון אחד). פליטת החום מתוך הכוכב מגדילה את כמות ההליום כפול-היינון בשכבה החיצונית של הכוכב, שכולא את האור ומאיץ את תהליך החימום. זהו החלק העמום ביותר של מחזור התאורה. ההליום החם מתפשט, מגדיל את נפחו ומתחיל להתקרר. כתוצאה מכך, הוא הופך להליום מיונן רגיל, שמאפשר לאור הכוכב לעבור דרכו - זהו החלק המואר ביותר במחזור התאורה של הכוכב. בריחת האור גורמת להאצת תהליך הקירור, ולדחיסתו של ההליום שוב כלפי פני הכוכב, שם הוא מתחמם, עובר יינון נוסף, והמחזור מתחיל מחדש. לדלתא ב-קפאוס, למשל, מחזור "פעימה" של 5.36634 ימים.

טיפוסים של משתנים קפאידים[עריכת קוד מקור | עריכה]

קיימים סוגים שונים של משתנים קפאידים, וחשוב להבחין ביניהם כדי לדייק בשימוש בנוסחה המתאימה לכל סוג‏[6]. להלן הסוגים הידועים:

  • קפאידים קלאסיים (או קפאידים מטיפוס I): קפאידים בעלי מחזור סדיר מאד, שבין ימים אחדים לחדשים, עשירים ב"מתכות" (בהקשר של כוכבים, יסודות הכבדים מהליום), ומאסה שבין 4 ל-20 מאסות שמש. משמשים למדידת מרחקים בתוך הקבוצה המקומית של גלקסיות.
  • קפאידים מטיפוס II: משתנים מאוכלוסייה 2, קטנים ועתיקים יותר, פחות עשירים במתכות, ובעלי מחזור שבין 1 ל-50 ימים. משמשים למדידת מרחקים בתוך שביל החלב והגלקסיות הקרובות ביותר‏[7].
  • קפאידים ננסיים: משתנים בעלי מחזור טיפוסי של מספר שעות. שימשו למדידת מרחקים בענן מגלן הגדול.
  • קפאידים אנומליים

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ דלתא ב-קפאוס מתאפיין בידיעה מדויקת יחסית של המרחק אליו, כתוצאה מהיסט מובחן באופן מיוחד.
  2. ^ הנרייטה ליוויט, בהיותה חרשת, מצאה עבודה רק כעוזרת בית אצל המדען אדוארד פיקרינג. מסופר, שפיקרינג פיטר את האנשים שעבדו אצלו באפיון כוכבים על לוחות צילום, והתרשלו בעבודתם. במקומם הוא שכר לעבודה נשים, ביניהן גם מנקות לשעבר ואף כמה חרשות, כמו ליוויט, בטענה שהן תעשינה עבודה קפדנית יותר. הקבוצה זכתה לשם "ההרמון של פיקרינג", והיא אכן הפיקה עבודה מצוינת ותגליות חשובות.
  3. ^ המרחק הגדול ביותר שנמדד עד כה, על פי התאוריה, הוא לסופרנובה SN SCP-0401, שעליה דיווח פרויקט הסופרנובה של המעבדה הלאומית לורנס ברקלי (SCP) בינואר 2013. דווח על מודול-מרחק של 45.57, שפירושו מרחק של 13 גיגה-פארסק, או 42 מיליארד שנות אור. על פי הנוהג המקובל להעניק לסופרנובות שמות של מלחינים, זו האחרונה קרויה על שמו של אמן הג'אז צ'ארלס מינגוס.
  4. ^ "מפה של היקום", ב"מגזין האסטרופיזיקלי", 2003
  5. ^ גרסה פשטנית של ההסבר הזה הציע ג'ון גודריק (John Goodricke) כבר בשנת 1783, בהיותו בן 19, בעקבות צפייה בכוכב המשתנה אלגול. בשנת 1917 שיכלל ארתור אדינגטון את ההסבר והוסיף לו את מנגנון חסימת האור; אך רק ב-1953 זיהה סרגיי זבאקין את מנגנון היינון הכפול של הליום.
  6. ^ "משתנים קפאידים", (באנגלית)
  7. ^ ואלטר באדה גילה ב-1954 את ההבחנה בין קפאידים קלאסיים לטיפוס II, ובכך פתר בעיה של חוסר עקביות במדידות שהסתמכו על הראשונים, מפני שהתברר שבהירותם גדולה משחשבו, ועל כן המרחקים אליהם בקירוב כפולים מהידוע עד אז.