Die theoretische PLC-Beziehung der δ-Cepheiden
                ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀

      Betrachten wir Cepheiden im HR-Diagramm, z. B.  beim ersten Durch-
      wandern des Instabilitätsstreifens.  Dann kann man genähert auch
      für Cepheiden eine Masse-Leuchtkraft-Beziehung angeben:

                 α
          L = c∙M   bzw.  lg(L) = α∙lg(M) + const. , 3.5 ≤ α ≤ 4.5 . (1)

      Das Stephan-Boltzmann-Gesetz lautet:

                 2  4
          L = c∙R ∙T  bzw. lg(L) = 2∙lg(R) + 4∙lg(T) + const. .      (2)

      Als dritte Formel verwenden wir den Ausdruck für die sogen.
      Pulsationskonstante Q, nämlich den Zusammenhang zwischen radialer
      Grundschwingungsperiode P und mittlerer Dichte:

                  ┌     ┐½
                  │  M  │                1         3
          Q = c∙P∙│─────│   bzw. lg(P) + ─∙lg(M) - ─∙lg(R) = const.  (3)
                  │   3 │                2         2
                  └  R  ┘

      Aus (1) folgt:

                  1
          lg(M) = ─∙lg(L) + const. ,                                 (4)
                  α

      was in (3) eingesetzt ergibt:

                   1          3
          lg(P) + ───∙lg(L) - ─∙lg(R) = const. .                     (5)
                   2α         2

      Löst man (2) nach lg(R) auf und setzt es in (5) ein, so folgt:

          lg(R) = ½∙lg(L) - 2∙lg(T) + const. ,

                   1          3
          lp(P) + ───∙lg(L) - ─∙lg(L) + 3∙lg(T) = const. ,
                   2α         4

                  3α - 2
          lg(P) - ──────∙lg(L) + 3∙lg(T) = const. .
                    4α

      Nach lg(L) aufgelöst:

                    4α            12α
          lg(L) = ──────∙lg(P) + ──────∙lg(T) + const. .             (6)
                  3α - 2         3α - 2

      Statt des Logarithmus der Leuchtkraft L wollen wir die bolome-
      trische Helligkeit M    einführen:
                          bol

          M    = -2.5∙lg(L) + const. ,                               (7)
           bol

      so daß man schließlich erhält:

          ┌─────────────────────────────────────────────────────┐
          │             10α            30α                      │
          │ M    = a - ──────∙lg(P) - ──────∙lg(T) , a = const. │    (8)
          │  bol       3α - 2         3α - 2                    │
          └─────────────────────────────────────────────────────┘ .

      Dies ist die sog. theoretische Perioden-Helligkeit-Farbenbezie-
      hung, kurz auch PLC-Relation genannt.

      Die Periode P (in Tagen) läßt sich gut beobachten. Dagegen werden
      statt M    und T nur die visuelle Helligkeit M  und die Farbe B-V
             bol                                    v

      beobachtet. Die Transformation von M    und lg(T) in M  und (B-V)o
                                          bol               v

      stellt ein besonderes Problem dar.  Es lassen sich jedoch in dem
      für δ-Cepheiden zutreffenden (B-V)o-Bereich (0.17 ≤ (B-V)o ≤ 1.25)
      die bolometrische Korrektion BC und lg(T) sehr gut durch Polynome
      bis zur zweiten Ordnung in (B-V)o darstellen.  Wir setzen
      allgemein an:

                                            2
          BC    = B0 + B1∙(B-V)o + B2∙(B-V)o  ,                      (9)

                                            2
          lg(T) = T0 + T1∙(B-V)o + T2∙(B-V)o  .                     (10)

      Eine Ausgleichung von fünf Tabellenwerten aus Landold-Börnstein
      für die Leuchtkraftklasse I ergibt folgende Koeffizienten:

          B0 = +0.024 ±0.020
          B1 = -0.136 ±0.073                                        (11)
          B2 = +0.416 ±0.052  ,

          T0 = +3.934 ±0.010
          T1 = -0.288 ±0.035                                        (12)
          T2 = +0.044 ±0.025  ,

      die Koeffizienten sind jeweils alle stark korreliert.

      M  läßt sich nun darstellen durch M    und (B-V)o:
       v                                 bol

          M  =  M    + BC   ,
           v     bol

                                                 2
          M  =  M    + B0 + B1∙(B-V)o + B2∙(B-V)o  .                (13)
           v     bol

      Setzt man nun (10) in (8) und dann (8) in (13) ein, so erhält man:

                     10α           B1∙(3α - 2) - T1∙30α
          M  = a˜͂ - ──────∙lg(P) + ────────────────────∙(B-V)o
           v        3α - 2                3α - 2
                                                                    (16)
                                   B2∙(3α - 2) - T2∙30α       2
                                 + ────────────────────∙(B-V)o  .
                                          3α - 2

      Auch wenn die Annahme der Leuchtkraftklasse I nicht für den ganzen
      Cepheidenbereich zutrifft, so stellen die Gleichungen (9) und (10)
      und damit auch (16) doch die Verhältnisse qualitativ richtig dar.

                                                         2
      Nimmt man α=3 an, so ist der Koeffizient von (B-V)o :

          B2∙7 - T2∙90
          ──────────── ,
               7

      und die obigen Werte für die Leuchtkraftklasse I eingesetzt
      ergibt:

          0.416∙7 - 0.044∙90
          ────────────────── = -0.150 ,
                   7

      und mit α=4 erhält man:

          B2∙10 - T2∙120
          ────────────── = -0.112  .
                10

      Ein wichtiger Aspekt ist der Einfluß der interstellaren
      Extinktion.  Ohne Extinktion, also mit

          E(B-V) = 0,  Av = R∙E(B-V),  R = 3                        (17)

      gelte:

          Mv° = a° + b°∙lg(P) + c°∙(B-V)o + d°∙(B-V)o²  ,           (18)

      dabei bedeute "°" immer ein Wert ohne Extinktionseinfluß.
      Mit

          1.  Mv° = Mv - Av
          2.  (B-V)o = (B-V) - E(B-V) = (B-V) - Av/R

      in (18) eingesetzt erhält man:

      Mv = a° + Av - c°∙Av/R + d°∙(Av/R)² + b°∙lg(P)
                 + (c° - d°∙2∙Av/R)∙(B-V) + d°∙(B-V)²  ,            (19)

      Mv = a' + b'∙lg(P) + c'∙(B-V) + d'∙(B-V)²  mit

          a' = a° + Av - c°∙Av/R  = a° + R∙E(B-V) - c°∙E(B-V)
          b' = b°
          c' = c° - d°∙2∙Av/R     = c° - d°∙2∙E(B-V)
          d' = d° .