Algol

Algol, Beta Persei, ist ein heller Mehrfachstern im Sternbild Perseus. Er ist der zweithellste Stern im Sternbild, nach Mirfak, Alpha Persei. Der Stern ist auch als Gorgona, Gorgonea Prima, Demon Star und El Ghoul bekannt. Er ist etwa 90 Lichtjahre von der Erde entfernt und hat eine scheinbare Helligkeit, die zwischen 2,12 und 3,4 schwankt.
Der Name Algol stammt von dem arabischen Ausdruck „raʾs al-ghūl“, was „Kopf des Ghuls“ oder „Kopf des Dämons“ bedeutet. In Perseus stellt der Stern den Kopf der Gorgone Medusa dar, dem mythischen Monster, das so schrecklich aussah, dass der bloße Anblick Menschen in Stein verwandeln konnte.

Algol ist einer der bekanntesten veränderlichen Sterne am Himmel und ein Prototyp für eine Klasse von verfinsternden veränderlichen Sternen, die als Algol-Variable bekannt sind. Es handelt sich um ein Dreifach-Sternsystem, bestehend aus Beta Persei Aa1, einem Hauptreihenstern der Klasse B, Beta Persei Aa2, einem orangen Unterriesen, und Beta Persei Ab, einem schwächeren Stern der Klasse A. Beta Persei Aa1 und Aa2 bilden ein Doppelsternpaar. Sie sind sehr nahe beieinander (im Durchschnitt nur 0,06 Astronomische Einheiten voneinander entfernt, was etwa 1/17 der Entfernung zwischen Erde und Sonne entspricht) und drehen sich recht schnell umeinander. Während sie einander umkreisen, ziehen die Sterne aneinander vorbei, was zu Verfinsterungen führt.

Algols Helligkeit liegt normalerweise bei einer Helligkeit von 2,1, wobei alle 2,867328 Tage (2 Tage, 20 Stunden und 49 Minuten) eine 10-stündige Verfinsterung stattfindet, wenn die schwächere Komponente Beta Persei Aa2 vor Beta Persei Aa1 vorbeizieht und die Helligkeit des Systems auf 3,4 abfällt. Wenn die hellere Komponente vor der schwächeren vorbeizieht, kommt es zu einer sekundären Verfinsterung, die jedoch nicht visuell, sondern nur fotoelektrisch nachgewiesen werden kann. Eine dritte Komponente, die viel schwächer ist als die beiden anderen Sterne, wurde ebenfalls in dem System entdeckt. Sie umkreist das Hauptpaar alle 1,85 Jahre.

Ein ähnlicher Mechanismus ist auch bei anderen Arten von verfinsternden Doppelsternen im Spiel. Was die Algol-Variablen z.B. von den Beta Lyrae- und W Ursae Majoris-Variablen unterscheidet, ist, dass Sterne vom Algol-Typ eine kugelförmige oder leicht ellipsoide Form haben. Ihre Komponenten liegen nicht so dicht beieinander, dass es zu Formveränderungen kommt, wie es bei den beiden anderen Typen der Fall ist.

Algol-Verfinsterungen können ohne Teleskop beobachtet werden. Die Helligkeit des Sterns kann manchmal in der gleichen Nacht ab- und zunehmen. Zwei nahegelegene Sterne, Epsilon Persei (mag. 2,88) und Almach (mag 2,1), können bei der Beobachtung des Verlaufs der Finsternisse als Referenz verwendet werden.

ALGOL PARADOX

Beobachtungen von Algol führten zum Algol-Paradoxon, das in der Diskrepanz zwischen der Masse und dem Entwicklungsstadium der beiden Komponenten des bedeckenden Doppelsternsystems lag. Zunächst schien sich das Sternsystem in einer Weise zu entwickeln, die den etablierten Vorstellungen über die Sternentwicklung widersprach.

Die Untersuchungen von Algol stellten die Theorie in Frage, dass die Entwicklungsgeschwindigkeit von Sternen von ihrer Masse abhängt, d.h. je größer die Masse, desto schneller wird der Stern die Hauptreihe verlassen. Dies scheint bei Algol nicht der Fall zu sein. Obwohl beide Komponenten des Doppelsternsystems ungefähr zur gleichen Zeit entstanden sind, befindet sich der massereichere Primärstern des Systems immer noch auf der Hauptreihe, während die weniger massereiche Sekundärkomponente sich zu einem Unterriesen entwickelt hat.

Das Paradoxon wird mit dem Massentransfer erklärt, einem Phänomen, das bei nahen Doppelsternen nicht ungewöhnlich ist. Die stärker entwickelte sekundäre Komponente war nicht immer die weniger massereiche, aber der Materialfluss zwischen den Sternen störte den normalen Evolutionsprozess und der ursprünglich massereichere Stern (in diesem Fall der Unterriese) verlor einen Großteil seiner Masse an den Begleiter (den Hauptreihenstern).

Der französische Astronom Édouard Roche aus dem 19. Jeder Stern hat eine tropfenförmige Umgebung, die heute als Roche-Lappen bezeichnet wird und umlaufendes Material enthält, das durch die Schwerkraft an den Stern gebunden ist. Der Scheitelpunkt der Region zeigt in Richtung des Begleitsterns. Die Roche-Keule stellt das Maximum dar, das ein Stern erreichen kann, bevor er beginnt, Material an den Begleitstern abzugeben. Wenn ein Stern seine Roche-Keule überschreitet, fällt das Material außerhalb der Keule in die Roche-Keule des Begleitsterns ab. Im Laufe der Zeit wirft der massereichere und weiterentwickelte Stern einen Großteil seines Materials ab, das vom Begleiter aufgenommen wird, der dann allmählich massereicher wird.

FACTS

Algol war einer der ersten veränderlichen Sterne, die nicht zu einer Nova wurden. Der Stern ist seit dem Altertum bekannt. Die älteste schriftliche Aufzeichnung seiner Entdeckung – ein altägyptischer Kalender der Glücks- und Unglückstage – ist etwa 3.200 Jahre alt.

Der Stern wurde in verschiedenen Kulturen mit Dämonen, Gewalt und Tod in Verbindung gebracht: Geister in der arabischen Welt, die Gorgone in der griechischen Mythologie und Rōsh ha Sāṭān (Satanskopf) in der hebräischen Folklore. Der lateinische Name des Sterns lautete im 16. Jahrhundert Caput Larvae, was „Kopf des Gespenstes“ bedeutet. Die Astrologen des Mittelalters betrachteten Algol als einen der unglücklichsten Sterne. Er war einer der 15 behenischen Sterne, die als Quelle astrologischer Macht galten und in verschiedenen Ritualen verwendet wurden.

Algol wird manchmal Gorgonea Prima genannt, in Anlehnung an die Gorgone Medusa. Er ist der hellste eines Quartetts von Sternen, die Gorgonea genannt werden. Die anderen drei Sterne, die sich alle in der Nähe von Algol befinden, sind Pi Persei (π Persei, Gorgonea Secunda), ein weißer Hauptreihenstern mit einer scheinbaren Helligkeit von 4,7, Rho Persei (ρ Persei, Gorgonea Tertia), ein rötlicher (Klasse M) heller Riese mit einer visuellen Helligkeit von 3.39, und Omega Persei (ω Persei, Gorgonea Quarta), ein oranger Riese mit einer Helligkeit von 4,6.

Algol liegt heute in einer Entfernung von etwa 90 Lichtjahren, war aber einst viel näher am Sonnensystem. Vor etwa 7,3 Millionen Jahren kam er bis auf 9,8 Lichtjahre an die Sonne heran und leuchtete mit einer Helligkeit von etwa -2,5, was viel heller ist als Sirius heute. (Sirius hat eine scheinbare Helligkeit von -1,46.) Algols Nähe und Masse könnten zu einer – wenn auch geringen – Zunahme der Anzahl von Kometen geführt haben, die in die inneren Regionen des Sonnensystems eindringen.

Heute ist Algol der 61. hellste Stern am Himmel (mag. 2,12). Er ist nur geringfügig schwächer als Denebola (Beta Leonis, mag. 2.11) in Leo, Saiph (Kappa Orionis, mag. 2.09) in Orion und Kochab (Beta Ursae Minoris, mag. 2.08) in Ursa Minor, und er überstrahlt knapp Muhlifain (Gamma Centauri, mag. 2.17) in Centaurus, Aspidiske (Iota Carinae, mag. 2.21) in Carina und Suhail (Lambda Velorum, mag. 2.21) in Vela.

Ortsbestimmung

Algol ist relativ leicht zu finden, da er sich im gleichen Himmelsbereich wie Kassiopeia und das Große Pegasusquadrat befindet, zwischen dem W von Kassiopeia und den Plejaden. Die hellen Sterne der Kassiopeia können genutzt werden, um zu Mirfak, dem hellsten Stern im Perseus und dem Zentralstern des Alpha-Persei-Haufens, und dann zu Algol zu hüpfen.

Mirfak liegt entlang der imaginären Linie, die sich von Gamma zu Delta Cassiopeiae erstreckt, und bildet ein Dreieck mit Algol und dem hellen Almach, Gamma Andromedae. Almach ist der dritte Stern in der Kette, die vom Alpheratz und dem Großen Quadrat des Pegasus zum Perseus führt. Mirach, der mittlere Stern in der Kette, wird zum Auffinden der Andromedagalaxie (M31) und der Triangulum-Galaxie (M33) verwendet. Andere berühmte Deep-Sky-Objekte in dieser Region sind der Kalifornien-Nebel (NGC 1499) und die Herz-Seele-Nebel (IC 1805 und IC 1848).

ALGOL-VARIABLES

Algol ist der bekannteste variable Stern seines Typs, aber es sind noch unzählige andere Algol-Variable bekannt. Im Jahr 2003 listete der Generalkatalog der veränderlichen Sterne mehr als 3.500 auf, das sind 9 % aller bekannten Veränderlichen.

Algols Veränderlichkeit wurde erstmals 1782 von dem englischen Amateurastronomen John Goodricke richtig erklärt, als er erst 18 Jahre alt war. Nachdem er den Stern beobachtet hatte, um die Periode seiner Lichtschwankungen zu bestimmen, schlug er vor, dass es sich bei Algol um einen so genannten Bedeckungsveränderlichen handelt, d. h. dass er periodisch von einem schwächeren Begleiter verdeckt wird, der fast die gleiche Größe wie er selbst hat. Goodricke entdeckte auch die periodische Veränderung von Delta Cephei, dem Prototyp der veränderlichen Sterne der Cepheiden.

Zu den sichtbaren veränderlichen Sternen vom Typ Algol gehören Mintaka (Delta Orionis, mag. 2.23), der westlichste Stern des Oriongürtels, Alphecca (Alpha Coronae Borealis, mag. 2.23), der hellste Stern in Corona Borealis, Alsephina (Delta Velorum, mag. 2.00), der zweithellste Stern in Vela und einer der Sterne des Falschen Kreuzes, und Almaaz (Epsilon Aurigae, mag. 2.98), einer der hellsten Sterne im nördlichen Sternbild Auriga.

Algol – Beta Persei

Sternbild: Perseus
Rektaszension: 03h 08m 10.13245s
Deklination: +40°57’20.3280“
Scheinbare Helligkeit: 2,12 – 3,39
Entfernung: 90 Lichtjahre (28 Parsec)
Namen und Bezeichnungen: Algol, Dämonenstern, Gorgona, Gorgonea Prima, El Ghoul, Beta Persei (β Persei, β Per), 26 Persei, HD 19356, HR 936, BD+40°673, SAO 38592, FK5 111, PPM 46127, GC 3733, HIP 14576

Beta Persei Aa1

Spektralklasse: B8V
Absolute Helligkeit: – 0,07
Masse: 3,17 Sonnenmassen
Radius: 2,73 Sonnenradien
Leuchtkraft: 182 Sonnenleuchtstärken
Temperatur: 13.000 K
Rotationsgeschwindigkeit: 49 km/s
Alter: 570 Millionen Jahre

Beta Persei Aa2

Spektralklasse: K0IV
Absolute Helligkeit: 2,9
Masse: 0.70 Sonnenmassen
Radius: 3,48 Sonnenradien
Leuchtkraft: 6,92 Sonnenleuchtstärken
Temperatur: 4.500 K

Beta Persei Ab

Spektralklasse: A7m
Absolute Helligkeit: 2,3
Masse: 1,76 Sonnenmassen
Radius: 1,73 Sonnenradien
Leuchtkraft: 10 Sonnenleuchtstärken
Temperatur: 7.500 K