Modèle :Une méthode nouvellement développée décrit mathématiquement les changements périodiques de la luminosité des étoiles. Le modèle peut également être appliqué à des phénomènes variables similaires tels que la climatologie et l'irradiance solaire. Crédit :Morgan Bennett Smith
La périodicité évolutive de la luminosité de certains types d'étoiles peut maintenant être décrite mathématiquement.
Toutes les étoiles ne brillent pas tout le temps. Certains ont une luminosité qui change rythmiquement en raison de phénomènes cycliques comme le passage de planètes ou le remorqueur d'autres étoiles. D'autres montrent un lent changement de cette périodicité dans le temps qui peut être difficile à discerner ou à saisir mathématiquement. Soumya Das et Marc Genton de KAUST ont maintenant développé une méthode pour amener cette périodicité évolutive dans le cadre de processus mathématiquement "cyclostationnaires".
"Il peut être difficile d'expliquer les variations de luminosité des étoiles variables à moins qu'elles ne suivent un schéma régulier au fil du temps, " dit Das. " Dans cette étude, nous avons créé des méthodes qui peuvent expliquer l'évolution de la luminosité d'une étoile variable, même s'il s'écarte d'une périodicité stricte ou d'une amplitude constante."
Les processus cyclostationnaires classiques ont une variation facilement définissable dans le temps, comme le balayage d'un faisceau de phare ou la variation annuelle de l'ensoleillement à un endroit donné. Ici, « stationnaire » fait référence à la nature constante de la périodicité dans le temps et décrit des processus hautement prévisibles comme un arbre rotatif ou un faisceau de phare. Cependant, lorsque la période ou l'amplitude change lentement sur plusieurs cycles, les mathématiques pour les processus cyclostationnaires échouent.
"Nous appelons un tel processus une période évolutive et une amplitude cyclostationnaire, ou EPACS, traiter, " explique Das. " Étant donné que les procédés EPACS sont plus flexibles que les procédés cyclostationnaires, ils peuvent être utilisés pour modéliser une grande variété de scénarios de la vie réelle."
Etoiles :L'équipe a appliqué sa méthode pour modéliser la lumière émise par l'étoile variable R Hydrae, qui a présenté un ralentissement de sa période de 420 à 380 jours entre 1900 et 1950.© 2021 Morgan Bennett Smith
Das et Genton ont modélisé la période et l'amplitude non stationnaires en les définissant comme des fonctions qui varient dans le temps. En faisant cela, ils ont élargi la définition d'un processus cyclostationnaire pour mieux décrire la relation entre les variables, comme la luminosité et le cycle périodique d'une étoile variable. Ils ont ensuite utilisé une approche itérative pour affiner les paramètres clés afin d'adapter le modèle au processus observé.
"Nous avons appliqué notre méthode pour modéliser la lumière émise par l'étoile variable R Hydrae, qui a connu un ralentissement de sa période de 420 à 380 jours entre 1900 et 1950, ", explique Das. "Notre approche a montré que R Hydrae a une structure de corrélation de période et d'amplitude en évolution qui n'a pas été capturée dans les travaux précédents."
Surtout, parce que cette approche relie les processus EPACS à la théorie cyclostationnaire classique, puis la mise en place d'un procédé EPACS permet d'utiliser les méthodes existantes pour les procédés cyclostationnaires.
"Notre méthode peut également être appliquée à des phénomènes similaires autres que les étoiles variables, tels que la climatologie et l'environnementmétrie, et particulièrement pour le rayonnement solaire, ce qui pourrait être utile pour prédire la récupération d'énergie en Arabie saoudite, " dit Das.
