Fotometri ve Değişen Yıldızlar

Fotometri: Nedir

• Bir kaynaktan gelen elektromanyetik ışınım ölçülebilir. Ölçülen nicelik akır.
• Akının ölçülmesi bilimi “fotometri”dir. Genellikle fotometri ışınımın geni bir dalgaboyunda ölçülen akıyı anlatır. 
• Ak ölçümü, bir kaynan uzaklık tahmini yapıldnda kaynan toplam enerjisini (lüminozite: luminosity), scakl, kaynan büyüklüünü ve dier özelliklerini verir. Eer biz küçük dalgaboylarnda ak ölçümü yapyorsak, ak çounlukla küçük dalgaboyu ölçeinde oldukça düzensizdir. Bunun nedeni bir kaynaktaki atom ve moleküllerin k ile etkilemesinden dolayr. Dalgaboyunun fonsiyonu olarak akdaki bu tümsek ve eriler parmak izi gibidir. Kaynak hakknda çok ey anlatr; neden olutuu, kaynan hareketi, kaynaktaki maddenin basnc ve iyonizasyonu, vb... Bu tümsek ve erilikler spektroskopi (tayf bilim) olarak adlandr.
  
• Spektrofotometri: iyi ayrma gücü anlamna gelen spektroskopi ile iyi ak ölçümü anlamna gelen fotometrinin birleimidir. Açıkça, bir kaynak ayn dalgaboyunda spektrofotometrik olarak tarandnda fotometrik taramadan daha fazla bilgi verir. 
  

Fotoelektrik Yöntemin Getirdikler

• *Farklı dalgaboylarında yıldızların saldıkları enerji ölçülebildiğinden modellemelerin yapılabilmesini,

• * Yıldızların renklerinin belirlenebilmesi (dolayısıyla sıcaklıkları),

• *  Yıldızlararası ortama ilişkin bilgiye ulaşılabilmesi,

• *  Yıldızların uzaklıkları ve boyutları hakkında bilgiye ulaşılabilmesi,

• *  Yıldızların evrimlerinin incelenebilmesi (HR diyagramı sayesinde),

• *  Işık eğrilerinden yıldız parametrelerine ulaşılabilmesi,

0. gibi astronomi dünyasına son derece değerli bilgi ve bulgular sağladığı için evrenin yapısı ve gelişimi konusunda modellemelerin yapılabilmesini sağlamaktadır.

Fotoelektrik Yöntemle Gözlenebilecek Cisimler 

GCVS
(General Catalogue of Variable Stars)

● Patlayan Değişen Yıldız Türleri
• (FU, GCAS, I, IA, IB, IN, INA, INB, INT, IT, IN(YY), IS, ISA, ISB, RCB,
RS, SDOR, UV, UVN, WR),
● Pulsasyon Yapan Değişen Yıldız Türleri
• (ACYG, BCEP, BCEPS, CEP, CEP(B), CW, CWA, CWB, DCEP, DCEPS, DSCT, DSCTC, L, LB, LC, M, PVTEL, RR, RR(B), RRAB, RRC, RV, RVA, RVB, SR, SRA, SRB, SRC, SRD, SXPHE, ZZ, ZZA, ZZB),
● Dönen Değişen Yıldızlar
• (ACV, ACVO, BY, ELL, FKCOM, PSR, SXARI),
● Kataklizmik Değişen Yıldızlar (patlayan ve nova-benzeri)
• (N, NA, NB, NC, NL, NR, SN, SNI, SNII, UG, UGSS, UGSU, UGZ,
ZAND),

• ●  Örten Değişen Yıldızlar
  • (E,EA,EB,EW,GS,PN,RS,WD,WR,AR,D,DM,DS,DW,K,KE,KW, SD),
  
• ●  X-Işın Değişenleri
  

• (X, XB, XF, XI, XJ, XND, XNG, XP, XPR, XPRM, XM),
● Diğer Değişen Yıldızlar
• (BLLAC, CST, GAL, L:, QSO, S, *, +)

Değişen Yıldızlar
Işığında zamanla değişim görülen yıldızlara değişen yıldız adı verilir. Parlaklıklarındaki değişimin nedeni, değişen yıldızların sınıflandırılmasını sağlar. Bu anlamda iki tür değişen yıldız vardır bunlar
       
      a) Bünyesel değişen yıldızlar

• ●  Pulsasyon (zonklayan) yapanlar
  
• ●  Patlayan değişenler 
• 
  
•  b) Fiziksel Değişen Yıldızlar: Başka bir yıldızın örtmesi veya örtülmesi ile yada yıldızın dönmesinden kaynaklanan değişimlerdir.
  

• ●  Örten değişenler ve
  
• ●  Dönen değişen yıldızlar
  

Patlayan Değişen Yıldızlar

• ●  Parlak Mavi Renkli Değişenler/S Dor Yıldızları
  
• ●  Wolf-Rayet Yıldızları
  
• ●  Anakol Öncesi Yıldızlar
  
• ●  Patlayan Yıldızlar
  
• ●  R Coronae Borealis Değişenleri
  

Pulsasyon Yapan Değişen Yıldızlar

• ●  alfa Cygni değişenleri
  
• ●  beta Cephei değişenleri
  
• ●  Be yıldızları
  
• ●  53 Per/yavaş-pulsasyon yapan B değişenleri
  
• ●  delta Scuti değişenleri
  
• ●  RR Lyrae değişenleri
  
• ●  Cepheid değişenleri
  
• ●  Tip II Sefeidleri
  
• ●  RV Tau değişenleri
  
• ●  Yarı-Düzenli ve yavaş-düzensiz değişenler
  
• ●  Mira değişenleri
  
• ●  ZZ Ceti değişenleri
  

Dönen Değişen Yıldızlar

• ●  Ap yıldızları
  
• ●  Eliptik değişenler
  
• ●  BY Draconis değişenleri
  
• ●  FK Comae değişenleri
  
• ●  Pulsarlar
  

Kataklizmik Değişen Yıldızlar

• ●  Süpernovalar
  
• ●  Novalar
  
• ●  Nova benzeri yıldızlar
  
• ●  Cüce Novalar
  
• ●  Simbiotik yıldızlar
  

Algol türü

Beta Lyrae 

W UMa 

Pulsasyon Yapan Değişenler

Pulsasyon yapan değişen yıldızlar dönemli olarak yıldızın yüzeyinde genişleme veya büzülme olan yıldızlardır. Pulsasyon radyal veya radyal olmayan bir yöntemle gerçekleşebilir. Radyal pulsasyon yapan bir yıldızın şekli küreseldir fakat radyal olmayan pulsasyon yapan yıldızların şekilleri küresellikten periyodik olarak ayrılabilir.
Pulsasyon dönemine, yıldızın kütle ve evrim durumuna ve pulsasyonun karakteristiğine göre bu türden yıldızlar çeşitli sınıflarda toplanırlar. Bunlar,
• Sefeidler
• RRLyrae’ler
• RVTauri’ler
• UzunDönemliDeğişenler • Yarı-DüzenliDeğişenler
dir. 

Sefeidler

• ●  Dönemleri 1 ile 70 gün arasında ve ışık eğrilerindeki genlikleri 0.1 ile 2.0 kadir arasındadır.
  
• ●  Bu türden değişen yıldızlar yüksek ışınımgücüne sahip yıldızlardır ve çoğunlukla F tayf türünden olmalarına rağmen G ile K tayf türlerinden sefeid değişenleri bulunmaktadır.
  
• ●  Geç tayf türündeki sefeidlerin dönemleri erken türlerine nazaran daha uzundur.
  
• ●  Dönem-Işınımgücü bağıntısı yardımıyla yıldızların uzaklıklarının belirlenmesi amacıyla kullanılmaktadır. 
  

RR Lyrae Türü Değişen Yıldızlar

• ●  Dönemleri 30 ile 100 gün arasında ve ışık değişim genlikleri 0.3 ile 2 kadir arasındadır.
  
• ●  Bu tür yıldızlar kısa-dönemli pulsasyon yapan beyaz dev yıldızlardır ve genel olarak A tayf türündendirler.
  
• ●  Bu tür yıldızlar yaşlı ve Sefeid türü yıldızlardan daha büyük kütleye sahip yıldızlardır. 
  

RV Tauri Türü Değişen Yıldızlar
Dönemleri 30 ile 100 gün arasında ve 3 kadire kadar ulaşabilen değişimler gösterebilmektedir.
Bu tür yıldızlar sarı renkli süperdev yıldızlardır ve birbirini takip eden derin ve sığ minimum ışık eğrilerine sahiptirler.
Dönem hesabı için derin iki minimum arasında geçen zaman olarak verilir. Bazı RV Tauri yıldızlarında daha uzun dönemli (100 ile 1000 gün arasında) değişimler görülebilmektedir.
Genel olarak G ile K tayf türü aralığındaki yıldızlardır. 

Uzun Dönemli Değişen Yıldızlar (Long Period Variables: LPVs)

• ●  80 ile 1000 gün arasında döneme sahiptirler ve ışık değişim genlikleri 2.5 ile 5 kadir arasındadır.
  
• ●  Bu tür yıldızlar kırmızı dev yıldızlardır ve karakteristik salma çizgilerine sahiptirler. Tayf türleri M, C ve S arasında değişir.
  
• ●  Bu tür yıldızlar prototipi olan “Mira” yıldızları olarak adlandırılırlar. 
  

Yarı-Düzenli Değişen Yıldızlar

• ●  Dönemleri 30 ile 1000 gün arasında değişir ve ışık değişimleri 1.0 ile 2.0 kadir arasındadır.
  
• ●  Bu tür yıldızlar genellikle dev veya süperdev türünden yıldızlardır ve ışık değişimleri yarı- düzenli bir biçimdedir. 
  

Kataklizmik Değişen Yıldızlar

• ●  Kataklizmik değişen yıldızlar patlama gösteren yıldızlar olarakta isimlendirilirler.
  
• ●  Zaman zaman yıldızın yüzeyinde veya daha derin iç katmanlarında meydana gelen nükleer reaksiyonlar nedeniyle şiddetli patlamalar meydana gelen yıldızlardır. 
  

Süpernovalar

• ●  Dönemli bir değişime sahip değillerdir ve ışıklarındaki değişim 20 kadirden fazla olabilmektedir.
  
• ●  Büyük kütleli yıldızların aniden patlamaları sonucunda parlaklıklarında büyük değişimlerin görülebildiği yıldızlardır. 
  

Novalar

• ●  Değişim dönemleri 1 ile 300 günden fazla olabilmektedir ve ışık değişim genlikleri 7 ile 16 kadir arasında değişmektedir.
  
• ●  Bu tür yıldızlar Güneş benzeri bir anakol ve bir beyaz cüceden oluşan çift sistemlerdir.
  
• ●  1 ile birkaç yüz günlük bir sürede parlaklıklarını 7 ile 16 kadir arasında değiştirirler.
  
• ●  Patlama gerçekleştikten sonra yıldız ilk parlaklığına yavaş yavaş geri döner ve bu süre birkaç yıl ile birkaç 10 yıl arasında değişebilir.
  
• ●  Maksimum parlaklığa ulaştıklarında tayf türleri A yada F türünden dev yıldızların tayflarına benzemektedirler. 
  

Tekrarlayan Novalar

• ●  Dönemleri 1 ile 200 gün arasındadır ve ışık değişim genlikleri 7 ile 16 kadir arasında değişir.
  
• ●  Bu tür yıldızlar novalara benzerdir fakat gözlemleri sırasında iki veya daha fazla daha küçük genlikli patlamalar bulunan cisimlerdir.
  

Cüce Novalar
● Güneş benzeri bir yıldız ve bir beyaz cüceden oluşan yakın çift yıldız sistemleridir. Beyaz cüce etrafını saran bir yığılma diski bulunur ve üç alt sınıfa ayrılırlar:
• U Geminorum (Dönem: 30-500 gün: Genlik: 2-6 kadir.)
Sakin evresine girdikten sonra aniden parlamakta ve bu evreleri genellikle 5 ile 20 gün arasında sürmektedir.

Cüce Novalar
Z Camelopardalis
Bu tür sistemler dönemli değişimler gösterirler ve belirli zamanlarda sabit bir parlaklığa ulaşarak dönemli değişimi bozarlar. Bu evreler birkaç dönemi kapsayabilir ve ardından yıldız tekrar eski dönemli ışık değişimini göstermeye devam eder. SU Ursae Majoris
Bu türden değişen yıldızlarda iki farklı türden patlamalar görülür: bunlardan ilki sönük, sık ve kısa olan patlamalar ki süresi 1 ile 2 gün arasındadır. Diğeri ise nadiren gerçekleşen parlak ve 10 ile 20 gün arasında uzun süren süper-patlamalar olarak adlandırılan değişimlerdir.
Symbiotic yıldızlar (Dönemleri: yarı-dönemli; genlik değişimi: 3 kadire kadar ulaşabilmektedir.) Bu tür sistemler kırmızı bir dev ve sıcak mavi bir yıldızdan oluşan yakın çift yıldız sistemleridirler ve sistem tümüyle bir bulutun içerisinde yer alır. Nova benzeri patlamalar görülebilmektedir.

R Coronae Borealis (Dönem: düzensiz; genlik değişimi: 9 kadire kadar ulaşabilmektedir.)

Bu tür değişen yıldızlar çok az sayıdadır, yüksek ışınımgücüne sahip, hidrojence fakir, karbonca zengin yıldızlardır. Sistem zamanının çoğunu maksimum ışığa sahip olduğu evrede bulunur ve zaman zaman düzensiz olarak 9 kadirden fazla parlaklığında düşmeler meydana gelir. Birkaç ay ile bir yıl gibi bir süre içerisinde maksimum parlaklığına tekrar geri dönerler. Bu tür sistemlerdeki yıldızlar genellikle F ile K ve R tayf türleri arasında bileşenlere sahiptirler. 

Örten Değişen Yıldızlar
● Yörünge düzlemi bakış doğrultumuza çok yakın olan çift yıldız sistemlerinde bileşen yıldızlar birbirlerinin önünden geçerken diğer bileşeninin ışığını engelleyerek dönemli olarak sistemin ışığında değişimlerin meydana gelmesine neden olur. Tutulmanın süresi sistemin dolanma dönemine bağlı olarak dakika ile yıl arasında değişebilmektedir. 

Diğer Türden Değişen Yıldızlar
Aşağıdaki değişen yıldızlar değişim genlikleri çok küçük olan sistemlerdir.
Flare Yıldızları
UV Ceti yıldızları olarakta bilinmektedir ve bünyesel olarak sönük, soğuk, kırmızı anakol yıldızlarının yüzeyinin belirli bir bölgesinin patlaması ile ışıklarında değişimler meydana gelir. Bu patlama nedeniyle parlaklıkları 1 kadir yada daha fazla birkaç saniye içerisinde artma meydana gelir. Bu patlamanın ardından normal parlaklığına yaklaşık 10 ile 20 dakikalık bir sürede geri dönerler.
Düzensiz Değişen Yıldızlar
Bu tür değişen yıldızların çoğu kırmızı dev yıldızlarıdır ve pulsasyon yapan değişenlerdir. İsminden de anlaşılacağı gibi bu türden yıldızların parlaklıkları düzensiz olarak veya çok az düzenli değim gösteren sistemlerdir. 

Doç. Dr. BİROL GÜROL Ankara Üniversitesi ders notları katkıları ile...