Vad är en ljuskurva?

En ljuskurva är en plot av det synliga ljuset från stjärnor över tiden, som används för att bestämma en stjärnas beteende. Tekniken att plotta ljus är viktig för variabla stjärnor, som ändrar ljusstyrkan på både regelbundna och oförutsägbara sätt. Ljuskurvor kan också användas för att beskriva verkan av binära stjärnor, som är två stjärnor som färdas runt varandra.

Variabla stjärnor kan ändra ljusstyrkan i regelbundna mönster, på grund av stjärnans rotation eller interaktion med andra stjärnor. En variabel binär uppstår eftersom de två stjärnorna rör sig i förhållande till varandra, och den ena kan blockera ljuset från den andra när de rör sig. Graferna eller plotten av synligt ljus kan göras från visuella observationer av astronomer, eller av datormodeller som använder digital ljusutrustning.

Vissa stjärnor kan visa varierande ljusmönster under flera år, så upprepade observationer krävs för att en bra kurva ska utvecklas. Även om astronomer kan tilldela olika ljusvärden för samma stjärna över tid, kan ljuskurvan vara korrekt eftersom de många observationerna plottas ihop och medelvärdesbildas. Många astronomer anser att ljuskurvor från visuella observationer är lika exakta som datormodeller.

Binärstjärnans beteende kan mätas med denna metod, på grund av en effekt som kallas förmörkelse. På samma sätt som månen kan förmörka solen och blockera dess ljus när den ses från jorden, kan en stjärna i ett binärt par förmörka den andra. När detta inträffar kommer det synliga ljuset som ses genom ett teleskop att förändras, och en ljuskurva kan användas för att plotta mätningarna. Om förmörkelsebeteendet inträffar i ett regelbundet mönster över tid, kan data användas för att bestämma rotationsperioden, eller den tid det tar för binärstjärnorna att rotera runt varandra.

En annan användning av ljuskurvan är att observera en supernova, som är en exploderande stjärna. Vissa stjärnor når en punkt i sitt liv då stjärnan snabbt kollapsar på grund av gravitationskrafter och sedan exploderar. Resultatet är en stor ökning av synligt ljus när stjärnans gaser expanderar utåt i hög hastighet, och observationer kan användas för att uppskatta den utåtgående hastigheten för stjärnans gaser och supernovans avstånd från jorden.

Supernovaexplosioner delas upp i olika klasser baserat på hur explosionen inträffar. Vissa stjärnor dämpas snabbt efter explosionen, medan andra når en viss ljusnivå och stannar där en tid, kallat platåbeteende. Dessa skillnader skulle inte vara märkbara med individuella observationer, vilket kan göra en ljuskurva användbar för klassificering. Supernovaklasser skapar också olika grundämnen från de kemiska reaktioner som sker under explosionerna, och kurvorna kan hjälpa till att bestämma den kemiska sammansättningen av stjärnans expanderande gaser och kvarvarande kärnmaterial.