Förderverein der Archenhold-Sternwarte
und des Zeiss-Großplanetariums Berlin e.V.

Peter Wolff

Die Beobachtung Veränderlicher Sterne

Die Beobachtung Veränderlicher Sterne ist ein sehr interessantes, vom astronomischen Wissen her das mit Abstand umfangreichste Betätigungsfeld eines Amateurastronomen.

Es sind schon mit ganz einfachen Mitteln brauchbare Ergebnisse zu erreichen, wie z. B. mit einem Feldstecher oder einem kleinen sehr preiswert zu erwerbenden Fernrohr! Wenn das Anfangsstadium dieser Tätigkeit überschritten ist, die Begeisterung anhält und die finanziellen und örtlichen Bedingungen es zulassen, ist es mit Hilfe modernster Technik mit computergeführten Spiegelfernrohren, wie z. B. mit einem 200 mm großen Spiegelteleskop, gekoppelt mit einer CCD-Kamera, auch für den Amateur möglich, zu recht lichtschwachen Veränderlichen "vorzudringen".

Was ist unter Veränderlichen Sternen zu verstehen? Der Beobachter bemerkt sie durch ihre zeitlich veränderliche Helligkeit. Die Ursachen dieser Helligkeitsschwankungen sind sehr unterschiedlich und hängen vom Typ des Veränderlichen ab.

Es gibt zwei ganz grundlegende Unterschiede:

  1. die optisch Veränderlichen, deren Lichtwechsel durch gegenseitige Bedeckung entsteht,
  2. die physisch Veränderlichen, deren Lichtwechsel durch oft sehr komplizierte physikalische Vorgänge im Stern selbst oder auch in sehr engen Sternsystemen, bestehend aus zwei oder mehr Einzelsternen, entsteht.

Jeder entdeckte Veränderliche erhält zur eindeutigen Kennzeichnung einen Namen, einen "Vor- und einen Familiennamen" sozusagen. Der "Nachname" kennzeichnet seine Zugehörigkeit zu einem der 88 Sternbilder, in welche die Himmelssphäre aufgeteilt wurde, der "Vorname" wird gebildet nach der zeitlichen Reihenfolge der Entdeckung des Veränderlichen in eben diesem Sternbild. Die Zählung beginnt, historisch begründet mit dem Buchstaben R und weiter in alphabetischer Reihenfolge. Sie wurde von dem deutschen Astronomen Friedrich Argelander (1799-1875) eingeführt. Der erste Veränderliche wurde 1596 von dem Pfarrer D. Fabricius entdeckt und wegen seiner Veränderlichkeit, die damals völlig unbekannt war, Mira, die Wunderbare, genannt. Mira befindet sich im Sternbild Walfisch, Cetus. Mira Ceti – es wird immer der Genitiv des lateinischen Namens des Sternbildes verwendet – ist ein Roter Riese mit sehr starker Helligkeitsamplitude und einer Periodendauer von etwa 331 Tagen. Er hat einen Durchmesser von 390 Sonnendurchmessern und ist 130 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt.

Als Beispiel für die Namensgebung sei der Veränderliche U Cas genannt. U bedeutet, dass dieser Stern als vierter Veränderlicher im Sternbild der Cassiopeia, dem "Himmels-W", entdeckt wurde, Cas ist die international festgelegte Abkürzung für Cassiopeia.

Sehr bald merkte man aber, dass in den einzelnen Sternbildern mehr als nur 9 Veränderliche vorhanden waren. Deshalb wurden Doppelbuchstaben benutzt, beginnend mit RR bis RZ, SS bis SZ, usw. bis ZZ. Als das immer noch nicht reichte wurde der Anfang des lateinischen Alphabetes verwendet, be- ginnend mit AA bis AZ und dann fortlaufend bis QZ. Mit dieser Zählweise stehen 324 Möglichkeiten zur Verfügung. Bei mehr als 324 Veränderlichen in einem Sternbild werden die Veränderlichen numerisch fortlaufend mit einem vorangestellten V bezeichnet, z.B. V 787 Sagittarii, (Sternbild Schütze).

Ausgenommen von dieser Art der Benennung sind diejenigen, die vor ihrer Entdeckung als Veränderliche schon einen Eigennamen hatten, wie z.B. Algol, der zweithellste Stern im Sternbild Perseus, oder schon in Bayers Uranometria, Sternkarte von 1603, eine Benennung erhielten, z.B. Delta Cephei, der vierthellste Stern im Sternbild Cepheus.

Um die aktuelle Helligkeit eines Veränderlichen bestimmen zu können, werden Vergleichssterne in der nahen Umgebung des Veränderlichen benötigt. Erstrebenswert ist es, wenn brauchbare Vergleichssterne gefunden werden können, die bei geeigneter Vergrößerung mit dem Veränderlichen zusammen im Gesichtsfeld zu erkennen sind. Dafür werden Vergleichssternkarten erarbeitet.

In einer Vergleichssternkarte sind die Umgebungssterne des Veränderlichen mit konstanten, oft sogar gemessenen, Helligkeiten enthalten. Mit diesen konstanten Helligkeiten werden die aktuellen variablen Helligkeiten des beobachteten Veränderlichen verglichen. Daraus ergeben sich die aktuellen Helligkeitswerte. Bei der Wahl der Vergleichssterne ist zu beachten, besonders bei bestimmten physisch Veränderlichen, dass die Farbe der Vergleichssterne, d.h. die Oberflächentemperatur, von der des Veränderlichen nicht zu stark abweicht, weil bedingt durch die nicht gleichmäßig verteilte spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges/des CCD-Chips sonst nicht zu vernachlässigende Fehler entstehen können.

Diese Vergleichssternkarten werden von verschiedenen amateurastromischen Organisationen zur Verfügung gestellt. In Deutschland ist das die Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne e.V. (BAV) mit Sitz in Berlin. Die älteste dieser Organisationen, gegründet 1911, ist die "American Association of Variable Star Observers" (AAVSO).

Die grafische Darstellung der beobachteten zeitlichen Helligkeitsveränderungen ist die Lichtkurve. Hier wird die jeweilig geschätzte/gemessene Helligkeit über der Zeitachse aufgetragen. Sie ist letztlich das komplette Beobachtungsergebnis. Zusätzlich zur grafischen Darstellung der Lichtkurve müssen noch national/international festgelegte Daten, wie z. B. Name des Beobachters, genaue Zeitangaben, Anzahl der Einzelbeobachtungen usw. angegeben werden, siehe Abb. 3. Es sei hier auch das emotionale Erlebnis bei der Beobachtung Veränderlicher erwähnt, denn wenn man so einen Lichtwechsel, zumal einen, der sich schon in mehreren Stunden vollzieht, wie bei Bedeckungsveränderlichen, miterlebt, das ist etwas Besonderes, wenn man sieht, wie "da oben" etwas passiert! Damit die Beobachtungsergebnisse vergleichbar sind, wurden auf nationaler und internationaler Ebene Standards erarbeitet. Die gewonnenen Daten werden nach gewissenhafter Prüfung in nationale und internationale Datenbanken übernommen, aus denen im Bedarfsfall auch Berufsastronomen Daten entnehmen. Zur Veranschaulichung wird auf die nachfolgenden drei Abbildungen verwiesen: BAV-Umgebungskarte für TV Cas, Minimumsverlauf der Helligkeit von TV Cas und TV Cas-Minimum als Lichtkurvenblatt für die BAV.

BAV-Umgebungskarte für TV Cas
Abb. 1: BAV-Umgebungskarte für TV Cas. Der Veränderliche befindet sich jeweils im Zentrum des Bildausschnittes.
Minimumsverlauf der Helligkeit von TV Cas
Abb. 2: Minimumsverlauf der Helligkeit von TV Cas, dargestellt für den 22./23.09.2001. Beobachtung mit einem 100mm Refraktor.
TV Cas als Lichtkurvenblatt für die BAV
Abb. 3: TV Cas als Lichtkurvenblatt für die BAV

In Deutschland ist schon 1950 eine Arbeitsgemeinschaft mit Sitz in Berlin für Veränderlichenbeobachter gegründet worden. Der heutige Name: "Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne e. V. (BAV)." Von der BAV kann man umfangreiches und mit großer Erfahrung, Sachkenntnis und Sorgfalt erarbeitetes Arbeitsmaterial für Anfänger und Fortgeschrittene zum geringen Selbstkostenpreis erhalten, wie z.B. 15 so genannte BAV Blätter (Hilfsmittel zur Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von Beobachtungen) und das BAV Informationspaket für Beginner, sowie die 2006 erschienene dritte, völlig neu bearbeitete und wesentlich erweiterte "Einführung in die Beobachtung Veränderlicher Sterne", BAV Einführung.

Die Postanschrift der BAV: BAV, Munsterdamm 90, 12169 Berlin
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