Was ist eine Lichtkurve?

Eine Lichtkurve ist ein Diagramm des sichtbaren Lichts von Sternen über die Zeit, das verwendet wird, um das Verhalten eines Sterns zu bestimmen. Die Technik des Zeichnens von Licht ist wichtig für veränderliche Sterne, die ihre Helligkeit sowohl auf regelmäßige als auch auf unvorhersehbare Weise ändern. Lichtkurven können auch verwendet werden, um die Wirkung von Doppelsternen zu beschreiben, bei denen es sich um zwei Sterne handelt, die sich umeinander bewegen.

Variable Sterne können aufgrund der Rotation des Sterns oder der Interaktion mit anderen Sternen die Helligkeit in regelmäßigen Mustern ändern. Eine variable Binärzahl tritt auf, weil sich die beiden Sterne relativ zueinander bewegen und einer das Licht des anderen blockieren kann, während sie sich bewegen. Die Grafiken oder Diagramme des sichtbaren Lichts können aus visuellen Beobachtungen von Astronomen oder durch Computermodelle mit digitaler Beleuchtungsausrüstung erstellt werden.

Einige Sterne können über mehrere Jahre hinweg veränderliche Lichtmuster aufweisen, daher sind wiederholte Beobachtungen erforderlich, damit sich eine gute Kurve entwickelt. Obwohl Astronomen demselben Stern im Laufe der Zeit möglicherweise unterschiedliche Lichtwerte zuordnen, kann die Lichtkurve genau sein, da die vielen Beobachtungen zusammen gezeichnet und gemittelt werden. Viele Astronomen sind der Meinung, dass Lichtkurven aus visuellen Beobachtungen so genau sind wie Computermodelle.

Das Verhalten von Binärsternen kann mit dieser Methode aufgrund eines Effekts namens Eclipsing gemessen werden. So wie der Mond die Sonne verdunkeln und ihr Licht von der Erde aus blockieren kann, kann ein Stern eines Doppelsternpaares den anderen verdunkeln. In diesem Fall ändert sich das sichtbare Licht, das durch ein Teleskop betrachtet wird, und eine Lichtkurve kann verwendet werden, um die Messungen aufzuzeichnen. Wenn das Verfinsterungsverhalten im Laufe der Zeit in einem regelmäßigen Muster auftritt, können die Daten verwendet werden, um die Rotationsperiode oder die Zeit zu bestimmen, die die Doppelsterne brauchen, um sich umeinander zu drehen.

Eine andere Verwendung der Lichtkurve ist die Beobachtung einer Supernova, bei der es sich um einen explodierenden Stern handelt. Bestimmte Sterne erreichen in ihrem Leben einen Punkt, an dem der Stern aufgrund der Gravitationskräfte schnell kollabiert und dann explodiert. Das Ergebnis ist eine starke Zunahme des sichtbaren Lichts, da sich die Gase des Sterns mit hoher Geschwindigkeit nach außen ausdehnen, und Beobachtungen können verwendet werden, um die Auswärtsgeschwindigkeit der Gase des Sterns und die Entfernung der Supernova von der Erde abzuschätzen.

Supernova-Explosionen werden je nach Art der Explosion in verschiedene Klassen eingeteilt. Einige Sterne verdunkeln sich nach der Explosion schnell, während andere ein bestimmtes Lichtniveau erreichen und dort eine Zeit lang verbleiben, was als Plateau-Verhalten bezeichnet wird. Diese Unterschiede wären bei Einzelbeobachtungen nicht erkennbar, was eine Lichtkurve für die Klassifikation nützlich machen kann. Supernova-Klassen erzeugen auch verschiedene Elemente aus den chemischen Reaktionen, die während der Explosionen auftreten, und die Kurven können helfen, die chemische Zusammensetzung der sich ausdehnenden Gase und des restlichen Kernmaterials des Sterns zu bestimmen.