Courbe de lumière - Light curve
En astronomie , une courbe de lumière est un graphique de l'intensité lumineuse d'un objet ou d'une région céleste , en fonction du temps. La lumière est généralement dans un intervalle ou une bande de fréquence particulier . Les courbes de lumière peuvent être périodiques, comme dans le cas des binaires à éclipses , des variables céphéides , d'autres variables périodiques et des planètes extrasolaires en transit , ou apériodiques , comme la courbe de lumière d'une nova , une étoile variable cataclysmique , une supernova ou un événement de microlentille ou binaire comme observé lors d' événements d' occultation . L'étude de la courbe de lumière, ainsi que d'autres observations, peuvent fournir des informations considérables sur le processus physique qui la produit ou contraindre les théories physiques à son sujet.
étoiles variables
Les graphiques de la magnitude apparente d'une étoile variable au fil du temps sont couramment utilisés pour visualiser et analyser leur comportement. Bien que la catégorisation des types d'étoiles variables se fasse de plus en plus à partir de leurs propriétés spectrales, les amplitudes, les périodes et la régularité de leurs changements de luminosité sont toujours des facteurs importants. Certains types tels que les Céphéides ont des courbes de lumière extrêmement régulières avec exactement la même période, la même amplitude et la même forme à chaque cycle. D'autres comme les variables Mira ont des courbes de lumière un peu moins régulières avec de grandes amplitudes de plusieurs magnitudes, tandis que les variables semi - régulières sont encore moins régulières et ont des amplitudes plus petites.
Les formes des courbes de lumière des étoiles variables donnent des informations précieuses sur les processus physiques sous-jacents produisant les changements de luminosité. Pour les variables d'éclipse, la forme de la courbe de lumière indique le degré de totalité, les tailles relatives des étoiles et leurs éclats de surface relatifs. Il peut également montrer l' excentricité de l'orbite et des distorsions dans la forme des deux étoiles. Pour les étoiles pulsantes, l'amplitude ou la période des pulsations peut être liée à la luminosité de l'étoile, et la forme de la courbe lumineuse peut être un indicateur du mode de pulsation.
Supernovae
Les courbes de lumière des supernovae peuvent être indicatives du type de supernova. Bien que les types de supernova soient définis sur la base de leurs spectres, chacun a des formes de courbe de lumière typiques. Les supernovae de type I ont des courbes lumineuses avec un maximum net et déclinent progressivement, tandis que les supernovae de type II ont des maxima moins nets. Les courbes de lumière sont utiles pour la classification des supernovae faibles et pour la détermination des sous-types. Par exemple, les types II-P (pour plateau) ont des spectres similaires au type II-L (linéaire) mais se distinguent par une légère courbe où la baisse s'aplatit pendant plusieurs semaines ou mois avant de reprendre son évanouissement.
Astronomie planétaire
En science planétaire , une courbe de lumière peut être utilisée pour dériver la période de rotation d'une planète mineure , d'une lune ou d'un noyau cométaire . Depuis la Terre, il n'y a souvent aucun moyen de résoudre un petit objet dans le système solaire , même dans le plus puissant des télescopes , puisque la taille angulaire apparente de l'objet est inférieure à un pixel dans le détecteur. Ainsi, les astronomes mesurent la quantité de lumière produite par un objet en fonction du temps (la courbe de lumière). La séparation temporelle des pics dans la courbe de lumière donne une estimation de la période de rotation de l'objet. La différence entre les luminosités maximale et minimale (l' amplitude de la courbe lumineuse) peut être due à la forme de l'objet, ou aux zones claires et sombres de sa surface. Par exemple, la courbe de lumière d'un astéroïde asymétrique a généralement des pics plus prononcés, tandis que la courbe de lumière d'un objet plus sphérique sera plus plate. Cela permet aux astronomes de déduire des informations sur la forme et la rotation (mais pas la taille) des astéroïdes.
Base de données des courbes de lumière des astéroïdes
Code de qualité de la courbe de lumière
La base de données Asteroid Lightcurve (LCDB) du Collaborative Asteroid Lightcurve Link (CALL) utilise un code numérique pour évaluer la qualité d'une solution de période pour les courbes de lumière des planètes mineures (elle n'évalue pas nécessairement les données sous-jacentes réelles). Son paramètre de code de qualité "U" va de 0 (incorrect) à 3 (bien défini) :
- U = 0 → Résultat prouvé ultérieurement incorrect
- U = 1 → Le résultat basé sur des courbes de lumière fragmentaires peut être complètement faux.
- U = 2 → Résultat basé sur une couverture incomplète. La période peut être erronée de 30 % ou ambiguë.
- U = 3 → Résultat sûr dans la précision donnée. Aucune ambiguïté.
- U = na → Non disponible. Résultat incomplet ou non concluant.
Un signe plus (+) ou un signe moins (-) est également utilisé pour indiquer une qualité légèrement meilleure ou pire que la valeur non signée.
Courbes lumineuses d'occultation
La courbe de lumière d' occultation est souvent caractérisée comme binaire, où la lumière de l'étoile s'arrête instantanément, reste constante pendant toute la durée et est rétablie instantanément. La durée est équivalente à la longueur d'un accord à travers le corps occultant.
Les circonstances où les transitions ne sont pas instantanées le sont ;
- lorsque l'occultation ou le corps occulté sont doubles, par exemple une double étoile ou un double astéroïde , alors une courbe de lumière en escalier est observée.
- quand le corps occulté est grand, par exemple une étoile comme Antarès, alors les transitions sont graduelles.
- lorsque le corps occultant a une atmosphère, par exemple la lune Titan
Les observations sont généralement enregistrées à l'aide d' un équipement vidéo et la disparition et la réapparition sont chronométrées à l'aide d'un dispositif d' insertion de temps vidéo (VTI) discipliné par GPS .
Les courbes lumineuses d'occultation sont archivées au service VizieR .
Inversion de courbe de lumière
L'inversion de courbe de lumière est une technique mathématique utilisée pour modéliser les surfaces d'objets en rotation à partir de leurs variations de luminosité. Cela peut être utilisé pour imager efficacement des taches stellaires ou des albédos de surface d'astéroïdes .
Microlentille
La microlentille est un processus dans lequel des objets astronomiques relativement petits et de faible masse provoquent une brève augmentation de la luminosité d'un objet plus éloigné. Ceci est causé par le petit effet relativiste des lentilles gravitationnelles plus grandes , mais permet la détection et l'analyse d'objets de masse stellaire et planétaire autrement invisibles. Les propriétés de ces objets peuvent être déduites de la forme de la courbe lumineuse de la lentille. Par exemple, PA-99-N2 est un événement de microlentille qui peut être dû à une étoile de la galaxie d'Andromède qui possède une exoplanète .
Les références
Liens externes
- Le générateur de courbes de lumière en ligne AAVSO peut tracer des courbes de lumière pour des milliers d'étoiles variables
- Les catalogues d'astronomie ouverts ont des courbes de lumière pour plusieurs types transitoires, y compris les supernovae
- Courbes de lumière : une introduction par Imagine the Universe de la NASA
- Base de données DAMIT de modèles d'astéroïdes à partir de techniques d'inversion