Curva de luz
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, típicamente con la magnitud de la luz recibida en el eje y y con el tiempo en el eje x. 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 los eventos de ocultación. El estudio de la curva de luz, junto con otras observaciones, puede arrojar considerable información 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 usan 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.
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 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. También puede mostrar la excentricidad de la órbita y las distorsiones en la forma de las dos estrellas. 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.
Supernovas
Las curvas de luz de las supernovas pueden ser indicativas del tipo de supernova. Aunque los tipos de supernova 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 pronunciado y disminuyen gradualmente, mientras que las supernovas de tipo II tienen máximos menos pronunciados. 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 distinguen por una ligera curva en la que la disminución se aplana durante varias semanas o meses antes de reanudar su desvanecimiento.
Astronomía planetaria
En la ciencia planetaria, se puede usar una curva de luz para derivar el período de rotación de un núcleo de cometa, luna o planeta menor. Desde la Tierra, a menudo no hay forma de resolver un objeto pequeño en el Sistema Solar, incluso en el más poderoso de los telescopios, ya que el tamaño angular aparente del objeto es más pequeño que un píxel en el detector. Así, 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 las áreas claras y oscuras de 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. 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 las curvas de luz de planetas menores (no necesariamente evalúa la datos subyacentes reales). Su parámetro de código de calidad U varía de 0 (incorrecto) a 3 (bien definido):
- U = 0 → Resultado posterior probado incorrecta
- U = 1 → El resultado basado en curvas de luz fragmentarias, puede estar completamente equivocado.
- U = 2 → Resultado basado en menos de cobertura completa. El período puede estar equivocado en un 30% o ambiguo.
- U = 3 → Resultado seguro dentro de la precisión dada. Sin ambigüedad.
- U = n.a. → No disponible. Resultado incompleto o inconclusivo.
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.
Curvas de luz de ocultación
La curva de luz de ocultación a menudo se caracteriza como binaria, donde la luz de la estrella termina instantáneamente, permanece constante durante la duración y se restablece instantáneamente. La duración es equivalente a la longitud de una cuerda a través del cuerpo ocultador.
Las circunstancias en las que las transiciones no son instantáneas son;
- cuando el cuerpo oculto o oculto son dobles, por ejemplo una estrella doble o un asteroide doble, se observa una curva de luz paso.
- cuando el cuerpo oculto es grande, por ejemplo una estrella como Antares, entonces las transiciones son graduales.
- cuando el cuerpo de ocultación tiene un ambiente, por ejemplo la luna Titan
Las observaciones generalmente se registran con un equipo de video y la desaparición y reaparición se cronometran con un insertador de tiempo de video (VTI) controlado por GPS.
Las curvas de luz de ocultación se archivan en el servicio VizieR.
Descubrimiento de exoplanetas
Las caídas periódicas en el gráfico de la curva de luz de una estrella podrían deberse a que un exoplaneta pasa frente a la estrella que está orbitando. Cuando un exoplaneta pasa frente a su estrella, la luz de esa estrella se bloquea temporalmente, lo que provoca una caída en la curva de luz de la estrella. Estas caídas son periódicas, ya que los planetas orbitan periódicamente una estrella. Se han descubierto muchos exoplanetas a través de este método, que se conoce como el método de tránsito astronómico.
Inversión de la curva de luz
La inversión de la curva de luz es una técnica matemática utilizada para modelar las superficies de objetos giratorios a partir de sus variaciones de brillo. Esto se puede usar para obtener imágenes efectivas de manchas estelares o albedos de la superficie de asteroides.
Microlente
La microlente es un proceso en el que objetos astronómicos relativamente pequeños y de baja masa provocan un pequeño aumento breve 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 el análisis de objetos de masa planetaria y estelar que de otro modo serían invisibles. Las propiedades de estos objetos se pueden deducir 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.
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