Fotometri (astronomi)

Fotometri bir astronomik nesnenin ışık akısı veya elektromanyetik radyasyonunun yoğunluğunun ölçülmesi ile ilgili bir astronomi tekniğidir.

Fotometri, Yunanca photo- (“ışık”) ve -metry (“ölçüm”) kelimelerinden türemiştir. Fotometri astronomide, astronomik objelerden gelen ışığın akısını ya da yoğunluğunu ölçmek için kullanılır. Işık ölçümü genellikle fotoelektrik etki ile cisimlerden gelen ışığı teleskoplara bağlı olan CCD fotometre veya fotoelektrik fotometre gibi elektronik cihazlar kullanılarak elektrik akımına dönüştürülmesiyle yapılır. Bilinen parlaklıktaki ve renkteki standart yıldızlara (veya diğer ışık kaynaklarına) göre kalibre edildiğinde, fotometreler göksel nesnelerin parlaklığını veya görünen kadirini ölçebilir.

Fotometri yapmak için kullanılan yöntemler, çalışılan dalga boyu büyüklüğüne bağlıdır. En temelde fotometri, ışığı toplayıp özel fotometrik optik bant geçiren filtrelerden geçirerek ve daha sonra ışığa duyarlı bir aletle ışık enerjisini yakalayıp kaydederek gerçekleştirilir. Gözlemlerin doğru şekilde karşılaştırılmasını sağlamak için standart geçiş bandı setleri (fotometrik sistem olarak adlandırılır) tanımlanır. Daha gelişmiş bir teknik, bir spektrofotometre ile ölçülen ve hem radyasyon miktarını hem de ayrıntılı spektral dağılımını gözlemleyen spektrofotometridir.

Fotometri, ayrıca değişen yıldız gözlemlerinde, bir hedef nesnenin ve yıldız alanındaki yakın yıldızların parlaklığını aynı anda ölçen fark fotometrisi veya hedef nesnenin parlaklığını bilinen sabit büyüklüklere sahip yıldızlarla karşılaştırarak rölatif fotometri gibi çeşitli teknikler ile kullanılabilir. Röltativ fotometri ile çoklu bant geçiren filtrelerin kullanımına mutlak fotometri denir. Zamana karşı bir parlaklık grafiği, parlaklık değişikliklerine neden olan fiziksel süreç hakkında önemli bilgiler veren hafif bir eğri üretir. Hassas fotoelektrik fotometreler yıldız ışığını 0.001 büyüklükte ölçebilir.

Yüzey fotometrisi tekniği, görünür büyüklüğü ölçen gezegenler, kuyruklu yıldızlar, bulutsular veya galaksiler gibi geniş nesnelerle de kullanılabilir.

Yöntemler

Fotometreler, elektromanyetik spektrumun ultraviyole, görünür ve kızılötesi dalga boylarında özel standart geçiş bandı filtreleri kullanır. Bilinen ışık geçirgenliği özelliklerine sahip herhangi bir filtre setine fotometrik sistem denir. Bunlar yıldızlar ve diğer astronomik nesneler hakkında belirli özelliklerin kurulmasına izin verir. UBV sistemi (veya gelişletilmiş UBVRI sistemi), yakın kızılötesi JHK ya da Strömgren uvbyβ sistemi gibi çeşitli önemli sistemler düzenli olarak kullanılır. Eski zamanlarda bu işlem, kısa dalga boyuna sahip ultraviyole ile yakın kızılötesindeki fotometri, ışığını bir fotoçoğaltıcı tüp gibi ışığa duyarlı bir hücreye yönlendirerek tek bir nesnenin ışık yoğunluğunu ölçen bir alet olan bir fotoelektrik fotometre ile yapılırdı. Bunların çoğu, aynı anda birden fazla nesne görüntüleyebilen CCD kameralarla değiştirildi, ancak fotoelektrik fotometreler hala iyi koşullarda kullanılmalıdır.

Uygulamaları

Fotometrik sistemlerle kullanılan birçok astronomik uygulama vardır. Fotometrik ölçümler, bir nesnenin uzaklığı belirlenebilirse parlaklığını veya parlaklığı biliniyorsa uzaklığını belirlemek için ters kare yasası ile birleştirilebilir. Bir nesnenin sıcaklığı veya kimyasal bileşimi gibi diğer fiziksel özellikleri, geniş veya dar bantlı spektrofotometri yoluyla da belirlenebilir.

Fotometri ayrıca değişen yıldızlar, küçük gezegenler, aktif galaktik çekirdekler ve süpernovalar gibi nesnelerin ışık varyasyonlarını incelemek veya geçişli ekstrasolar gezegenleri tespit etmek için kullanılır. Bu varyasyonların ölçümleri, örneğin, bir tutulma ikili yıldız sistemi üyelerinin yörünge periyodunu ve yarıçaplarını, küçük bir gezegenin veya bir yıldızın dönüş periyodunu veya süpernovaların toplam enerji çıktısını belirlemek için kullanılabilir.