En astronomía , una curva de luz es un gráfico de la intensidad de la luz de un objeto o región celeste , en función del tiempo. La luz suele estar en un intervalo o banda de frecuencia particular . Las curvas de luz pueden ser periódicas, como en el caso de binarias eclipsantes , variables cefeidas , otras variables periódicas y planetas extrasolares en tránsito , o aperiódicas , como la curva de luz de una nova , una estrella variable cataclísmica , una supernova o un evento de microlente o binario. como se observa durante la ocultacióneventos. El estudio de la curva de luz, junto con otras observaciones, puede proporcionar información considerable sobre el proceso físico que la produce o restringir las teorías físicas al respecto.
Estrellas variables
Los gráficos de la magnitud aparente de una estrella variable a lo largo del tiempo se utilizan comúnmente para visualizar y analizar su comportamiento. Aunque la categorización de los tipos de estrellas variables se realiza cada vez más a partir de sus propiedades espectrales, las amplitudes, los períodos y la regularidad de sus cambios de brillo siguen siendo factores importantes. Algunos tipos, como las cefeidas, tienen curvas de luz extremadamente regulares con exactamente el mismo período, amplitud y forma en cada ciclo. Otras, como las variables Mira, tienen curvas de luz algo menos regulares con grandes amplitudes de varias magnitudes, mientras que las variables semirregulares son aún menos regulares y tienen amplitudes más pequeñas. [1]
Las formas de las curvas de luz de las estrellas variables brindan información valiosa sobre los procesos físicos subyacentes que producen los cambios de brillo. Para las variables eclipsantes, la forma de la curva de luz indica el grado de totalidad, los tamaños relativos de las estrellas y sus brillos superficiales relativos. [2] También puede mostrar la excentricidad de la órbita y las distorsiones en la forma de las dos estrellas. [3] Para las estrellas pulsantes, la amplitud o el período de las pulsaciones se puede relacionar con la luminosidad de la estrella, y la forma de la curva de luz puede ser un indicador del modo de pulsación. [4]
Supernovas
Las curvas de luz de las supernovas pueden ser indicativas del tipo de supernova. Aunque los tipos de supernovas se definen sobre la base de sus espectros, cada uno tiene formas típicas de curvas de luz. Las supernovas de tipo I tienen curvas de luz con un máximo agudo y disminuyen gradualmente, mientras que las supernovas de tipo II tienen máximos menos marcados. Las curvas de luz son útiles para la clasificación de supernovas débiles y para la determinación de subtipos. Por ejemplo, el tipo II-P (para meseta) tiene espectros similares al tipo II-L (lineal) pero se distingue por una curva de luz donde el declive se aplana durante varias semanas o meses antes de reanudar su desvanecimiento. [5]
Astronomía planetaria
En la ciencia planetaria , se puede usar una curva de luz para derivar el período de rotación de un núcleo menor de planeta , luna o cometa . Desde la Tierra, a menudo no hay forma de resolver un objeto pequeño en el Sistema Solar , incluso en los telescopios más potentes , ya que el tamaño angular aparente del objeto es menor que un píxel en el detector. Por lo tanto, los astrónomos miden la cantidad de luz producida por un objeto en función del tiempo (la curva de luz). La separación temporal de los picos en la curva de luz da una estimación del período de rotación del objeto. La diferencia entre los brillos máximo y mínimo (la amplitud de la curva de luz) puede deberse a la forma del objeto, oa áreas brillantes y oscuras en su superficie. Por ejemplo, la curva de luz de un asteroide asimétrico generalmente tiene picos más pronunciados, mientras que la curva de luz de un objeto más esférico será más plana. [6] Esto permite a los astrónomos inferir información sobre la forma y el giro (pero no el tamaño) de los asteroides.
Base de datos de curvas de luz de asteroides
Código de calidad de la curva de luz
La base de datos de curvas de luz de asteroides (LCDB) del enlace colaborativo de curvas de luz de asteroides (CALL) utiliza un código numérico para evaluar la calidad de una solución de período para curvas de luz planetarias menores (no necesariamente evalúa los datos subyacentes reales). Su parámetro de código de calidad "U" varía de 0 (incorrecto) a 3 (bien definido): [7]
- U = 0 → Resultado posteriormente probado incorrecto
- U = 1 → Resultado basado en curvas de luz fragmentarias, puede ser completamente incorrecto.
- U = 2 → Resultado basado en una cobertura inferior a la completa. El período puede estar equivocado en un 30 por ciento o ser ambiguo.
- U = 3 → Resultado seguro dentro de la precisión dada. Sin ambigüedad.
- U = na → No disponible. Resultado incompleto o inconcluso.
También se utiliza un signo más (+) o un signo menos (-) al final para indicar una calidad ligeramente mejor o peor que el valor sin signo. [7]
Curvas de luz de ocultación
La curva de luz de ocultación a menudo se caracteriza como binaria, donde la luz de la estrella se interrumpe instantáneamente, permanece constante durante el tiempo y se restablece instantáneamente. La duración es equivalente a la longitud de un acorde a través del cuerpo oculto.
Las circunstancias en las que las transiciones no son instantáneas son;
- cuando el cuerpo oculto u oculto es doble, por ejemplo, una estrella doble o un asteroide doble , se observa una curva de luz escalonada.
- cuando el cuerpo oculto es grande, por ejemplo, una estrella como Antares, las transiciones son graduales.
- cuando el cuerpo ocultante tiene atmósfera, por ejemplo, la luna Titán [8]
Las observaciones se registran típicamente usando equipo de video y la desaparición y reaparición cronometradas usando un insertador de tiempo de video (VTI) disciplinado por GPS .
Las curvas de luz de ocultación se archivan en el servicio VizieR . [9]
Inversión de la curva de luz
La inversión de la curva de luz es una técnica matemática utilizada para modelar las superficies de los objetos en rotación a partir de sus variaciones de brillo. Esto se puede usar para obtener imágenes de manchas estelares o albedos de la superficie de asteroides de manera efectiva . [10] [11]
Microlente
La microlente es un proceso en el que objetos astronómicos relativamente pequeños y de baja masa provocan un breve aumento en el brillo de un objeto más distante. Esto es causado por el pequeño efecto relativista como lentes gravitacionales más grandes , pero permite la detección y análisis de objetos de masa estelar y planetaria que de otro modo serían invisibles. Las propiedades de estos objetos se pueden inferir de la forma de la curva de luz de la lente. Por ejemplo, PA-99-N2 es un evento de microlente que puede deberse a una estrella en la Galaxia de Andrómeda que tiene un exoplaneta . [12]
Referencias
- ^ Samus, NN; Durlevich, OV; et al. (2009). "Catálogo de datos en línea de VizieR: Catálogo general de estrellas variables (Samus + 2007-2013)". Catálogo de datos en línea de VizieR: B / GCVS. Publicado originalmente en: 2009yCat .... 102025S . 1 . Código bibliográfico : 2009yCat .... 102025S .
- ^ Russell, Henry Norris (1912). "Sobre la determinación de los elementos orbitales de estrellas variables eclipsantes. I". Revista astrofísica . 35 : 315. Bibcode : 1912ApJ .... 35..315R . doi : 10.1086 / 141942 .
- ^ Kron, Gerald E. (1952). "Un estudio fotoeléctrico de la variable enana M eclipsante YY Geminorum". Revista astrofísica . 115 : 301. Código Bibliográfico : 1952ApJ ... 115..301K . doi : 10.1086 / 145541 .
- ^ Wood, PR; Sebo, KM (1996). "Sobre el modo de pulsación de las variables Mira: evidencia de la Gran Nube de Magallanes". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 282 (3): 958. Código Bibliográfico : 1996MNRAS.282..958W . doi : 10.1093 / mnras / 282.3.958 .
- ^ "Supernova" . Universidad Estatal de Georgia - Hiperfísica - Carl Rod Nave . 1998.
- ^ Harris, AW; Warner, BD; Pravec, P. (2016). "Datos derivados de la curva de luz del asteroide V16.0". Sistema de datos planetarios de la NASA . 246 : EAR-A-5-DDR-DERIVED-LIGHTCURVE-V16.0. Bibcode : 2016PDSS..246 ..... H .
- ^ a b "Base de datos de curvas de luz de asteroides (LCDB) - 4.1.2 CÓDIGO U (CALIDAD)" . Enlace colaborativo de curva de luz de asteroides. 30 de octubre de 2011 . Consultado el 16 de marzo de 2016 .
- ^ Sicardy, B .; Brahic, A .; Ferrari, C .; Gautiert, D .; Lecacheux, J .; Lellouch, E .; Reques, F .; Arlot, JE; Colas, F. (25 de enero de 1990). "Sondeo de la atmósfera de Titán por ocultación estelar". Naturaleza . 343 (6256): 350–353. Código Bibliográfico : 1990Natur.343..350S . doi : 10.1038 / 343350a0 . ISSN 0028-0836 .
- ^ Dave, Heraldo; Derek, Breit; David, Dunham; Eric, Frappa; Dave, Gault; Tony, George; Tsutomu, Hayamizu; Brian, cargador; Jan, Manek (2016). "Catálogo de datos en línea de VizieR: curvas de luces de ocultación (Herald + 2016)". Catálogo de datos en línea de VizieR . 1 . Bibcode : 2016yCat .... 102033H .
- ^ Harmon, Robert O .; Crews, Lionel J. (2000). "Imágenes de superficies estelares a través de la inversión de la curva de luz de la matriz" . El diario astronómico . 120 (6): 3274. Bibcode : 2000AJ .... 120.3274H . doi : 10.1086 / 316882 .
- ^ Roettenbacher, Rachael M .; Monnier, John D .; Harmon, Robert O .; Barclay, Thomas; Aún así, Martin (2013). "Imaging Starspot Evolution en Kepler Target KIC 5110407 usando inversión de curva de luz". El diario astrofísico . 767 (1): 60. arXiv : 1302.6268 . Código bibliográfico : 2013ApJ ... 767 ... 60R . doi : 10.1088 / 0004-637X / 767/1/60 .
- ^ Haugan, SVH (1996). "Separación de la variabilidad intrínseca y de microlente mediante mediciones de paralaje". En Kochanek, CS; Hewitt, Jacqueline (eds.). Aplicaciones astrofísicas de las lentes gravitacionales: Actas del 173º Simposio de la Unión Astronómica Internacional, 9-14 de julio de 1995 . Simposio de la Unión Astronómica Internacional. Simposio no. 173. Melbourne; Australia: Kluwer Academic Publishers. pag. 277. arXiv : astro-ph / 9508112 . Código bibliográfico : 1996IAUS..173..277H .
enlaces externos
- El generador de curvas de luz en línea de AAVSO puede trazar curvas de luz para miles de estrellas variables
- Los catálogos abiertos de astronomía tienen curvas de luz para varios tipos de transitorios, incluidas las supernovas.
- Curvas de luz: una introducción de Imagine the Universe de la NASA
- Base de datos DAMIT de modelos de asteroides a partir de técnicas de inversión