Modelo:Um método recentemente desenvolvido descreve matematicamente as mudanças periódicas no brilho das estrelas. O modelo também pode ser aplicado a fenômenos variáveis semelhantes, como climatologia e irradiância solar. Crédito:Morgan Bennett Smith
A evolução da periodicidade do brilho de certos tipos de estrelas agora pode ser descrita matematicamente.
Nem todas as estrelas brilham o tempo todo. Alguns têm um brilho que muda ritmicamente devido a fenômenos cíclicos como a passagem de planetas ou o puxão de outras estrelas. Outros mostram uma mudança lenta nesta periodicidade ao longo do tempo que pode ser difícil de discernir ou capturar matematicamente. Soumya Das e Marc Genton da KAUST desenvolveram agora um método para trazer essa periodicidade em evolução dentro da estrutura de processos matematicamente "cicloestacionários".
"Pode ser difícil explicar as variações do brilho de estrelas variáveis, a menos que sigam um padrão regular ao longo do tempo, "diz Das." Neste estudo, criamos métodos que podem explicar a evolução do brilho de uma estrela variável, mesmo que se afaste da periodicidade estrita ou amplitude constante. "
Os processos cicloestacionários clássicos têm uma variação facilmente definível ao longo do tempo, como a varredura do feixe de um farol ou a variação anual da irradiância solar em um determinado local. Aqui, "estacionário" refere-se à natureza constante da periodicidade ao longo do tempo e descreve processos altamente previsíveis, como um eixo giratório ou um feixe de farol. Contudo, quando o período ou amplitude muda lentamente ao longo de muitos ciclos, a matemática para processos cicloestacionários falha.
"Chamamos esse processo de cicloestacionário de período evolutivo e amplitude, ou EPACS, processo, "diz Das." Uma vez que os processos EPACS são mais flexíveis do que os processos cicloestacionários, eles podem ser usados para modelar uma ampla variedade de cenários da vida real. "
Estrelas:A equipe aplicou seu método para modelar a luz emitida pela estrela variável R Hydrae, que exibiu uma desaceleração de seu período de 420 a 380 dias entre 1900 e 1950. © 2021 Morgan Bennett Smith
Das e Genton modelaram o período não estacionário e a amplitude, definindo-os como funções que variam ao longo do tempo. Ao fazer isso, eles expandiram a definição de um processo cicloestacionário para descrever melhor a relação entre as variáveis, como o brilho e o ciclo periódico de uma estrela variável. Eles então usaram uma abordagem iterativa para refinar os parâmetros-chave a fim de ajustar o modelo ao processo observado.
"Aplicamos nosso método para modelar a luz emitida pela estrela variável R Hydrae, que exibiu uma desaceleração de seu período de 420 a 380 dias entre 1900 e 1950, "diz Das." Nossa abordagem mostrou que R Hydrae tem um período em evolução e uma estrutura de correlação de amplitude que não foi capturada em trabalhos anteriores. "
Mais importante, porque esta abordagem liga os processos EPACS de volta à teoria cicloestacionária clássica, então, ajustar um processo EPACS torna possível usar métodos existentes para processos cicloestacionários.
"Nosso método também pode ser aplicado a fenômenos semelhantes que não sejam estrelas variáveis, como climatologia e meio ambiente, e particularmente para irradiância solar, que pode ser útil para prever a captação de energia na Arábia Saudita, "Das diz.
