Ljus kurva
Inom astronomi är en ljuskurva en graf över ljusintensiteten för ett himmelskt föremål eller en region som en funktion av tiden, typiskt med storleken på ljuset som tas emot på y-axeln och med tiden på x-axeln. Ljuset är vanligtvis i ett visst frekvensintervall eller band . Ljuskurvor kan vara periodiska, som i fallet med förmörkande binärer , Cepheidvariabler , andra periodiska variabler och transiterande extrasolära planeter , eller aperiodiska , som ljuskurvan för en nova , en kataklysmisk variabelstjärna , en supernova eller en mikrolinsningshändelse eller binär. som observerats under ockultationshändelser . Studiet av ljuskurvan, tillsammans med andra observationer, kan ge avsevärd information om den fysiska process som producerar den eller begränsa de fysikaliska teorierna om den.
Varierande stjärnor
Grafer över en variabel stjärnas skenbara magnitud över tid används vanligtvis för att visualisera och analysera deras beteende. Även om kategoriseringen av variabla stjärntyper i allt högre grad görs utifrån deras spektrala egenskaper, är amplituderna, perioderna och regelbundenhet för deras ljusstyrkaförändringar fortfarande viktiga faktorer. Vissa typer som Cepheider har extremt regelbundna ljuskurvor med exakt samma period, amplitud och form i varje cykel. Andra som Mira-variabler har något mindre regelbundna ljuskurvor med stora amplituder av flera magnituder, medan de semireguljära variablerna är mindre regelbundna stilla och har mindre amplituder.
Formerna på variabla stjärnljuskurvor ger värdefull information om de underliggande fysiska processerna som producerar ljusstyrkan. För förmörkande variabler indikerar formen på ljuskurvan graden av helhet, stjärnornas relativa storlekar och deras relativa ytljusstyrka. Det kan också visa excentriciteten i omloppsbanan och förvrängningar i formen av de två stjärnorna. För pulserande stjärnor kan amplituden eller perioden för pulsationerna relateras till stjärnans ljusstyrka, och ljuskurvans form kan vara en indikator på pulsationsläget.
Supernovor
Ljuskurvor från supernovor kan vara indikativa för typen av supernova. Även om supernovatyper definieras utifrån sina spektra, har var och en typiska ljuskurvformer. Supernovor av typ I har ljuskurvor med ett skarpt maximum och avtar gradvis, medan supernovor av typ II har mindre skarpa maxima. Ljuskurvor är användbara för klassificering av svaga supernovor och för bestämning av undertyper. Till exempel har typ II-P (för platå) liknande spektra som typ II-L (linjär) men kännetecknas av en ljuskurva där nedgången planar ut i flera veckor eller månader innan den återupptar sin blekning.
Planetarisk astronomi
I planetarisk vetenskap kan en ljuskurva användas för att härleda rotationsperioden för en mindre planet- , måne- eller kometkärna . Från jorden finns det ofta inget sätt att lösa ett litet objekt i solsystemet , inte ens i de mest kraftfulla teleskopen , eftersom objektets skenbara vinkelstorlek är mindre än en pixel i detektorn. Således mäter astronomer mängden ljus som produceras av ett föremål som en funktion av tiden (ljuskurvan). Tidsseparationen av toppar i ljuskurvan ger en uppskattning av objektets rotationsperiod. Skillnaden mellan maximala och lägsta ljusstyrkor ( amplitud ) kan bero på föremålets form eller på ljusa och mörka områden på dess yta. Till exempel har en asymmetrisk asteroids ljuskurva i allmänhet mer uttalade toppar, medan ett mer sfäriskt objekts ljuskurva kommer att vara plattare. Detta gör att astronomer kan sluta sig till information om formen och spinn (men inte storlek) på asteroider.
Asteroid ljuskurva databas
Ljuskurva kvalitetskod
Asteroid Lightcurve Database (LCDB) för Collaborative Asteroid Lightcurve Link (CALL) använder en numerisk kod för att bedöma kvaliteten på en periodlösning för mindre planetljuskurvor (den bedömer inte nödvändigtvis de faktiska underliggande data). Dess kvalitetskodparameter U sträcker sig från 0 (felaktigt) till 3 (väldefinierat):
- U = 0 → Resultat som senare visade sig vara felaktigt
- U = 1 → Resultat baserat på fragmentarisk(a) ljuskurva(r), kan vara helt fel.
- U = 2 → Resultat baserat på mindre än full täckning. Perioden kan vara fel med 30 procent eller tvetydig.
- U = 3 → Säkert resultat inom angiven precision. Ingen tvetydighet.
- U = na → Ej tillgängligt. Ofullständigt eller ofullständigt resultat.
Ett efterföljande plustecken (+) eller minustecken (−) används också för att indikera en något bättre eller sämre kvalitet än värdet utan tecken.
Okultationsljuskurvor
Ockultationsljuskurvan karakteriseras ofta som binär, där ljuset från stjärnan avslutas omedelbart, förblir konstant under hela varaktigheten och återställs omedelbart . Varaktigheten motsvarar längden av ett korda över den ockultande kroppen.
Omständigheter där övergångarna inte är momentana är;
- när antingen den ockultande eller ockultade kroppen är dubbel, t.ex. en dubbelstjärna eller dubbel asteroid , då observeras en stegvis ljuskurva.
- när den ockulta kroppen är stor, t.ex. en stjärna som Antares, är övergångarna gradvisa.
- när den ockultande kroppen har en atmosfär, t.ex. månen Titan
Observationerna registreras vanligtvis med hjälp av videoutrustning och försvinnandet och återkomsten tidsbestäms med hjälp av en GPS- disciplinerad Video Time Inserter (VTI).
Ockultationsljuskurvor arkiveras hos VizieR -tjänsten.
Exoplanet upptäckt
Periodiska nedgångar i en stjärnas ljuskurva kan bero på att en exoplanet passerar framför stjärnan som den kretsar kring. När en exoplanet passerar framför sin stjärna blockeras ljuset från den stjärnan tillfälligt, vilket resulterar i en dipp i stjärnans ljuskurva. Dessa fall är periodiska, eftersom planeter periodvis kretsar runt en stjärna. Många exoplaneter har upptäckts via denna metod, som är känd som den astronomiska transitmetoden .
Inversion av ljuskurvan
Invertering av ljuskurvor är en matematisk teknik som används för att modellera ytorna på roterande föremål utifrån deras ljusstyrkavariationer. Detta kan användas för att effektivt avbilda stjärnfläckar eller asteroidytalbedos .
Mikrolinsning
Mikrolinsning är en process där relativt små astronomiska objekt med låg massa orsakar en kort liten ökning av ljusstyrkan hos ett mer avlägset objekt. Detta orsakas av den lilla relativistiska effekten som större gravitationslinser , men tillåter upptäckt och analys av annars osynliga stjärn- och planetmassobjekt. Dessa objekts egenskaper kan härledas från formen på linsljuskurvan. Till exempel PA-99-N2 en mikrolinsningshändelse som kan ha berott på en stjärna i Andromedagalaxen som har en exoplanet .
externa länkar
- AAVSO online ljuskurvgenerator Arkiverad 2020-12-21 på Wayback Machine kan plotta ljuskurvor för tusentals variabla stjärnor
- Open Astronomy Catalogs har ljuskurvor för flera transienta typer, inklusive supernovor
- Lightcurves: En introduktion av NASAs Imagine the Universe
- DAMIT Databas av Asteroidmodeller från Inversion Techniques