Τι είναι μια καμπύλη φωτός;

Μια καμπύλη φωτός είναι μια γραφική παράσταση του ορατού φωτός από αστέρια με την πάροδο του χρόνου, η οποία χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της συμπεριφοράς ενός αστεριού. Η τεχνική της γραφικής παράστασης φωτός είναι σημαντική για μεταβλητά αστέρια, τα οποία αλλάζουν τη φωτεινότητα τόσο με κανονικούς όσο και με απρόβλεπτους τρόπους. Οι καμπύλες φωτός μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν τη δράση των δυαδικών αστεριών, τα οποία είναι δύο αστέρια που ταξιδεύουν το ένα γύρω από το άλλο.

Τα μεταβλητά αστέρια μπορούν να αλλάξουν τη φωτεινότητα σε κανονικά μοτίβα, λόγω της περιστροφής του αστεριού ή της αλληλεπίδρασης με άλλα αστέρια. Ένα μεταβλητό δυαδικό εμφανίζεται επειδή τα δύο αστέρια κινούνται το ένα σχετικά με το άλλο και το ένα μπορεί να μπλοκάρει το φως του άλλου καθώς κινούνται. Τα γραφήματα ή οι γραφικές παραστάσεις του ορατού φωτός μπορούν να γίνουν από οπτικές παρατηρήσεις αστρονόμων ή από μοντέλα υπολογιστών που χρησιμοποιούν ψηφιακό φωτιστικό εξοπλισμό.

Μερικά αστέρια μπορεί να εμφανίζουν μεταβλητά μοτίβα φωτός για αρκετά χρόνια, επομένως απαιτούνται επαναλαμβανόμενες παρατηρήσεις για να αναπτυχθεί μια καλή καμπύλη. Αν και οι αστρονόμοι μπορεί να εκχωρήσουν διαφορετικές τιμές φωτός για το ίδιο αστέρι με την πάροδο του χρόνου, η καμπύλη φωτός μπορεί να είναι ακριβής επειδή οι πολλές παρατηρήσεις σχεδιάζονται μαζί και υπολογίζονται κατά μέσο όρο. Πολλοί αστρονόμοι πιστεύουν ότι οι καμπύλες φωτός από οπτικές παρατηρήσεις είναι τόσο ακριβείς όσο τα μοντέλα υπολογιστών.

Η συμπεριφορά του δυαδικού αστεριού μπορεί να μετρηθεί χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, λόγω ενός φαινομένου που ονομάζεται έκλειψη. Με τον ίδιο τρόπο που το φεγγάρι μπορεί να επισκιάσει τον ήλιο και να μπλοκάρει το φως του όταν το δει κανείς από τη Γη, το ένα αστέρι ενός δυαδικού ζεύγους μπορεί να επισκιάσει το άλλο. Όταν συμβεί αυτό, το ορατό φως που παρατηρείται μέσω ενός τηλεσκοπίου θα αλλάξει και μια καμπύλη φωτός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σχεδίαση των μετρήσεων. Εάν η συμπεριφορά έκλειψης εμφανίζεται με κανονικό μοτίβο με την πάροδο του χρόνου, τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της περιόδου περιστροφής ή του χρόνου που χρειάζεται για να περιστραφούν τα δυαδικά αστέρια το ένα γύρω από το άλλο.

Μια άλλη χρήση της καμπύλης φωτός είναι η παρατήρηση ενός σουπερνόβα, που είναι ένα αστέρι που εκρήγνυται. Ορισμένα αστέρια φτάνουν σε ένα σημείο της ζωής τους όταν το αστέρι καταρρέει γρήγορα λόγω βαρυτικών δυνάμεων και στη συνέχεια εκρήγνυται. Το αποτέλεσμα είναι μια μεγάλη αύξηση στο ορατό φως καθώς τα αέρια του άστρου διαστέλλονται προς τα έξω με υψηλή ταχύτητα, και οι παρατηρήσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση της προς τα έξω ταχύτητας των αερίων του άστρου και της απόστασης του σουπερνόβα από τη Γη.

Οι εκρήξεις σουπερνόβα χωρίζονται σε διαφορετικές κατηγορίες με βάση τον τρόπο που συμβαίνει η έκρηξη. Μερικά αστέρια εξασθενούν γρήγορα μετά την έκρηξη, ενώ άλλα φτάνουν σε ένα ορισμένο επίπεδο φωτός και παραμένουν εκεί για κάποιο χρονικό διάστημα, που ονομάζεται συμπεριφορά οροπεδίου. Αυτές οι διαφορές δεν θα ήταν αισθητές χρησιμοποιώντας μεμονωμένες παρατηρήσεις, οι οποίες μπορούν να κάνουν μια καμπύλη φωτός χρήσιμη για ταξινόμηση. Οι κατηγορίες σουπερνόβα δημιουργούν επίσης διαφορετικά στοιχεία από τις χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια των εκρήξεων και οι καμπύλες μπορούν να βοηθήσουν στον προσδιορισμό της χημικής σύνθεσης των διαστελλόμενων αερίων του άστρου και του εναπομείναντος υλικού του πυρήνα.