Μεταβλητοί αστέρες

Στην Αστρονομία χαρακτηρίζεται μεταβλητός κάθε αστέρας του οποίου η λαμπρότητα ή φωτεινότητα αλλάζει με την πάροδο του χρόνου. Η μεταβλητότητα κάθε αστεριού δεν αποτελεί ένα μόνιμο και σταθερό χαρακτηριστικό του και μελετάται μέσω της καμπύλης φωτός, μιας συνάρτησης δηλαδή που περιγράφει τη μεταβολή της λαμπρότητας ή της φωτεινότητας του συναρτήσει του χρόνου. Κατά την πάροδο πολύ μεγάλων χρονικών διαστημάτων οι μεταβλητοί αστέρες εξελισσόμενοι μεταβάλλουν τη λαμπρότητα, το απόλυτο μέγεθος και τα φασματικά τους χαρακτηριστικά, έτσι ώστε τελικά παύουν να είναι μεταβλητοί. Με άλλα λόγια, η περίοδος της μεταβλητότητας είναι μόνο μία φάση της ζωής ενός αστεριού.(Μεταβολλές λαμπρότητας δεν θεωρούνται λόγω της γήινης ατμόσφαιρας ή άλλων παρόμοιων παραγώντων.)

Ταξινομηση των Μεταβλητών

Οι μεταβλητοί αστέρες ταξινομούνται σε τρεις κύριες κατηγορίες αναλόγωσ των αιτιών που προκαλούν τη μεταβλητότητά τους:

1. Τους Παλλόμενους μεταβλητούς(pulsating variables)
2. Τους Εκρηκτικά μεταβλητούς (eruptive variables)
3. Τους μεταβλητούς λόγω Εκλείψεων (eclipsing variables)

Ως γνήσιους μεταβλητούς αστέρες θεωρούμε μόνο τους αστέρες των δύο πρώτων κατηγοριών, επειδή οι μεταβολές της λαμπρότητας τους οφείλονται σε εσωτερικά αίτια(intrinsic variables). Αντιθέτως, οι αστέρες τηε τρίτης κατηγορίας οφείλουν τη μεταβλητότητά τους σε εξωτερικούς παράγοντες (extrinsic variables). Ειδικότερα, οι μεταβλητοί είναι συνήθως στενά διπλά συστήματα αστεριών, των οποίων τα μέλη έχουν γενικά σταθερή λαμπρότητα. Καθώς όμως τα δύο αστέρια του ζεύγους περιφέρονται γύρω από το κέντρο μάζας του συστήματος, συμβαίνουν εκλείψεις, που είναι και το αίτιο της παρατηρούμενης μεταβολής της λαμπρότητας του συστήματος. Τα μεταβλητά ατέρια μορφολογικά διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: Τα περιοδικά και τα μη περιοδικά. Αυτές οι κατηγορίες με τη σειρά τους διαιρούνται στις επόμενες υποκατηγορίες:

1. Περιοδικά μεταβλητά αστέρια

• Μεταβλητά δι' εκλείψεων άστρα.
• Μεταβλητά άστρα μικρής περιόδου.
• Μεταβλητά άστρα μεγάλης περιόδου.

1. Μη περιοδικά μεταβλητά άστρα

• Ανώμαλα μεταβλητά άστρα.
• Καινοφανείς (Novae)και Υπερκαινοφανείς (Supernovae).

Η Φύση των Μεταβλητών Αστέρων

Οι περισσότεροι μεταβλητοί αστέρες-στο διάγραμμα H-R-βρίσκονται εκτός της Κλυριας Ακουλουθίας. Αυτό σημαίνει ότι τ'αστέρια, περνώντας το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους πάνω στην Κύρια Ακουλουθία, διατηρούν μια σταθερή φωτεινότητα. Αντίθετα, όταν εγκαταλείπουν την ασφάλεια αυτής της περιοχής, ή πριν φθάσουν σ'αυτήν, η φωτεινότητα τους παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις.

• H-R
• Variables

Πιο συγκεκρημένα:

1. Κατά τις πρώτες περιόδους της ζωής ενός αστέρα, όταν ως πρωτοαστέρας συστέλλεται στην προσπάθειά του να μετατραπεί σε πραγματικό αστέρι, συμβαίνουν συμαντικές αυξομιώσεις της φωτεινότητας του. Τότε ο πρωτοαστέρας εμφανίζεται σαν εκρηκτικά μεταλητός,
2. Όταν ο αστέρας εγκαταλείπει την Κύρια Ακουλουθία και κινείται προς την περιοχή των ερυθρών γιγάντων, αναπτύσσει εκτεταμένη ατμόσφαιρα. Η ατμόσφαιρα αυτή-κάτω από ορισμένες προϋποθέσεις-αρχίζει να πάλλεται και ο αστέρας μεταβάλλεται σε παλλόμενο μεταβλητό.
3. Καθώς ο αστέρας συνεχίζει να κινείται προς τα δεξιά του διαγράμματος H-R, στην περιοχή των γιγάντων, η ατμόσφαιρα του εκτείνεται όλο και παερισσότερο, ενώ συγχρόνως γίνεται αραιότερη. Η επιφανειακή θερμοκρασία του όμως διαρκώς μειώνεται, ευνοώντας τη δημιουργία τοπικών συμπυκνόσεων(σταγονίδια ή κόκκοι) μέσα στην ατμόσφαιρα του. Οι συμποικνώσεις αυτές επηρεάζουν την εκπεμπόμενηαπό τον αστέρα ακτινοβολία, ενώ ταυτόχρονα η παλμική κίνηση της ατμόσφαιρας του γίνεται όλο και πιο άρρυθμη. 'Ετσι η περιοδικότητα της μεταβλητότητας του άστρου γίνεται συν τω χρόνω ανώμαλη(ημιπεριοδικοί και ανώμαλοι μεταβλητοί).
4. Όταν η ατμόσφαιρα του αστεριού απομακρυνθεί τόσο πολύ απ' αυτό ώστε να εκφεύγει προς το διάστημα, τότε γίνετε ορατό το θερμό σώμα του άστρου, που συγκροτείται από εκφυίσμένη ύλη. Ο αστέρας εκείνη τη στιγμή, από το δεξιότερο μέρος του κλάδου των γιγάντων, οδεύει απότομα προς το κάτω αριστερό μέρος διαγράμματος H-R, μεταβαλλόμενος σε λευκό νάνο. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι ο αστέρας πριν μεταβληθεί σε λευκό νάνο έχει τη δυνατότητα, κάτω βέβαια από ορισμένες προϋποθέσεις, να υποστεί μία βίαιη έκρηξη και έτσι να μεταβληθεί σε έναν καινοφανή αστέρα(nova).