परिवर्तनशील तारे और प्रकाश वक्र

परिवर्तनशील तारों की चमक समय के साथ बदलती रहती है, और उनके प्रकाश वक्र (light curves) उन भौतिक प्रक्रियाओं को एन्कोड करते हैं, जो इस भिन्नता को संचालित करती हैं, जैसे कि स्पंदन से लेकर ग्रहण तक।

Definition

एक परिवर्तनशील तारा वह तारा होता है जिसकी स्पष्ट चमक समय के साथ बदलती रहती है, और उसका प्रकाश वक्र समय या स्पंदन चरण के एक फलन के रूप में उस चमक का रिकॉर्ड होता है।

Scope

यह विषय परिवर्तनशील तारों के अवलोकन और वर्गीकरण तथा उनके प्रकाश वक्रों के विश्लेषण को शामिल करता है। इसमें सेफीड (Cepheids) और आरआर लाइरे (RR Lyrae) जैसे स्पंदित परिवर्तनशील तारे, ग्रहणशील और विस्फोटक परिवर्तनशील तारे, समय-श्रृंखला फोटोमेट्री (time-series photometry) से अवधियों और आयामों का निष्कर्षण, और चरण फोल्डिंग (phase folding) शामिल हैं। यह प्रकाश-वक्र आकृति विज्ञान को अंतर्निहित तारकीय भौतिकी और दूरी संकेतकों से जोड़ता है।

Core questions

• कौन सी भौतिक क्रियाएं तारों को भिन्न बनाती हैं, और वे प्रकाश-वक्र आकृतियों से कैसे संबंधित हैं?
• समय-श्रृंखला फोटोमेट्री से अवधियाँ और आयाम कैसे प्राप्त किए जाते हैं?
• चरण फोल्डिंग अंतर्निहित आवधिक संकेत को कैसे प्रकट करती है?
• कुछ स्पंदित परिवर्तनशील तारे मानक मोमबत्तियों (standard candles) के रूप में क्यों कार्य करते हैं?

Key theories

अवधि-चमक संबंध

सेफीड परिवर्तनशील तारों के लिए, स्पंदन अवधि आंतरिक चमक के साथ कसकर सहसंबद्ध होती है, इसलिए अवधि को मापने से चमक और इस प्रकार दूरी प्राप्त होती है।

प्रकाश-वक्र अवधि विश्लेषण

चमक माप पर लागू अवधि-खोज तकनीकें विशिष्ट अवधि को पुनः प्राप्त करती हैं, जिसके बाद उस अवधि पर डेटा को फोल्ड करने से दोहराई जाने वाली प्रकाश-वक्र आकृति का पता चलता है।

Clinical relevance

परिवर्तनशील तारे दूरी संकेतक प्रदान करते हैं जो ब्रह्मांडीय दूरी पैमाने को कैलिब्रेट करते हैं, ग्रहणशील बाइनरी (eclipsing binaries) जो मौलिक तारकीय द्रव्यमान और त्रिज्या प्रदान करते हैं, और तारकीय भूकंप विज्ञान (asteroseismology) के माध्यम से तारकीय आंतरिक भागों की जांच करते हैं, जिससे वे तारकीय खगोल भौतिकी के केंद्रीय उपकरण बन जाते हैं।

History

परिवर्तनशील तारों का व्यवस्थित अध्ययन उन्नीसवीं और बीसवीं शताब्दी की फोटोमेट्री के माध्यम से विकसित हुआ; हेनरीएटा लेविट (Henrietta Leavitt) की सेफीड अवधि-चमक संबंध (Cepheid period-luminosity relation) की खोज ने उन्हें दूरी संकेतकों में बदल दिया, जिसने ब्रह्मांडीय दूरी पैमाने के मापन को आधार प्रदान किया।

Seminal works

• leavitt1912
• percy2007
• vanderplas2018

Frequently asked questions

चरण फोल्डिंग क्या है?

चरण फोल्डिंग समय को अवधि से विभाजित करके, माप की एक लंबी श्रृंखला को एक ही चक्र पर लपेटती है, एक आवधिक प्रकाश वक्र के औसत आकार को प्रकट करने के लिए दोहराए गए चक्रों को ढेर करती है।

सेफीड दूरी मापने के लिए इतने महत्वपूर्ण क्यों हैं?

क्योंकि एक सेफीड की स्पंदन अवधि उसकी वास्तविक चमक को प्रकट करती है, उस चमक की उसकी देखी गई चमक से तुलना करने पर दूरी मिलती है, जो ब्रह्मांडीय दूरी सीढ़ी में एक महत्वपूर्ण पायदान प्रदान करती है।