Modelo:un método recientemente desarrollado describe matemáticamente los cambios periódicos en el brillo de las estrellas. El modelo también se puede aplicar a fenómenos variables similares como la climatología y la irradiancia solar. Crédito:Morgan Bennett Smith
La periodicidad evolutiva del brillo de ciertos tipos de estrellas ahora se puede describir matemáticamente.
No todas las estrellas brillan intensamente todo el tiempo. Algunas tienen un brillo que cambia rítmicamente debido a fenómenos cíclicos como el paso de planetas o el tirón de otras estrellas. Otros muestran un cambio lento en esta periodicidad a lo largo del tiempo que puede ser difícil de discernir o capturar matemáticamente. Soumya Das y Marc Genton de KAUST han desarrollado ahora un método para llevar esta periodicidad evolutiva dentro del marco de procesos matemáticamente "cicloestacionarios".
"Puede ser difícil explicar las variaciones del brillo de las estrellas variables a menos que sigan un patrón regular a lo largo del tiempo, "dice Das." En este estudio creamos métodos que pueden explicar la evolución del brillo de una estrella variable, incluso si se aparta de la periodicidad estricta o la amplitud constante ".
Los procesos cicloestacionarios clásicos tienen una variación fácilmente definible a lo largo del tiempo, como el barrido del haz de un faro o la variación anual de la irradiancia solar en un lugar determinado. Aquí, "estacionario" se refiere a la naturaleza constante de la periodicidad a lo largo del tiempo y describe procesos altamente predecibles como un eje giratorio o un haz de faro. Sin embargo, cuando el período o amplitud cambia lentamente a lo largo de muchos ciclos, las matemáticas para los procesos cicloestacionarios fallan.
"A este proceso lo llamamos cicloestacionario de amplitud y período de evolución, o EPACS, proceso, "dice Das." Dado que los procesos EPACS son más flexibles que los procesos cicloestacionarios, se pueden utilizar para modelar una amplia variedad de escenarios de la vida real ".
Estrellas:el equipo aplicó su método para modelar la luz emitida por la estrella variable R Hydrae, que exhibió una desaceleración de su período de 420 a 380 días entre 1900 y 1950. © 2021 Morgan Bennett Smith
Das y Genton modelaron el período no estacionario y la amplitud definiéndolos como funciones que varían con el tiempo. Al hacer esto, ampliaron la definición de un proceso cicloestacionario para describir mejor la relación entre las variables, como el brillo y el ciclo periódico de una estrella variable. Luego utilizaron un enfoque iterativo para refinar los parámetros clave con el fin de ajustar el modelo al proceso observado.
"Aplicamos nuestro método para modelar la luz emitida por la estrella variable R Hydrae, que exhibió una desaceleración de su período de 420 a 380 días entre 1900 y 1950, ", dice Das." Nuestro enfoque mostró que R Hydrae tiene un período de evolución y una estructura de correlación de amplitud que no se capturó en trabajos anteriores ".
En tono rimbombante, debido a que este enfoque vincula los procesos de EPACS con la teoría cicloestacionaria clásica, luego, el ajuste de un proceso EPACS permite utilizar los métodos existentes para los procesos cicloestacionarios.
"Nuestro método también se puede aplicar a fenómenos similares distintos de las estrellas variables, como climatología y medioambiental, y particularmente para la irradiancia solar, que podría ser útil para predecir la recolección de energía en Arabia Saudita, "Das dice.
