Periódusmeghatározó módszerek

Nagyon sok csillagnak van valamilyen időben változó tulajdonsága. Legtöbbször a fényesség, a radiális sebesség vagy a spektrum jellemzői (pl. színképvonalprofil) változnak. Ezek alapján osztályozzák a csillagokat, és a változások okának felderítése után lehetővé válik fizikai paramétereik meghatározása, szerkezetük és fejlődésük tanulmányozása (Szatmáry 1994).

Az időben változó adatokat gyakorlatilag soha nem tudjuk folyamatosan nyomon követni. A megfigyelési adatsorok csak igen ritkán egyenletesen mintavételezettek (talán csak az újabban munkába állt automata távcsöveknél, ott is csak 1-1 éjszakán belül). Sokszor a változócsillagok adataiban szezonális űrök vannak, mivel a láthatóságuk egy megfigyelőhelyről egy év során eltérő lehet. Megemlítendő a távcsőidőhöz jutás gyakran nem egyenletes volta, és a Hold fázisainak (telihold időszaka nem kívánatos) hatása. Végül a legfontosabb: az időjárás szinte jósolhatatlan, az ég derültsége, nyugodtsága, páratartalma miatt adatsoraink gyakorlatilag tele vannak különféle hosszúságú űrökkel. (Az angol nyelvű szakirodalom több szinonim kifejezést is használ az egyenetlen adatsorozatra: irregularly measured, unequally spaced, unevenly sampled, unequidistant, nonequidistant time series.)

Ugyanakkor az is igaz, hogy a nagyon szabályosan eloszló űrök igen erős ``aliasing'' problémát okoznak, azaz sok nagy amplitúdójú hamis csúcs jelenik meg a frekvenciaspektrumban. A tapasztalat szerint a közel egyenletesen megszakított adatsoroknál fellépő ``pseudo-aliasing'' igen megnehezíti a valódi periódus kiszűrését.

Mivel a mért adatokból való következtetésekhez alapvetően szükséges a periodicitás ismerete, nem véletlenül született óriási irodalma az idősorok analízisének. A csillagászat mellett sok más tudományág is igényli e módszereket (pl. geofizika, meteorológia, akusztika, biológia, orvostudomány). Az asztrofizikában nem laboratóriumi méréseket végzünk, sok minden szétszaggathatja az adatsort, ezért a kényszerűség miatt is a periódusanalízis tekintetében vezető szerepet játszik a csillagászat.

A változócsillagokat kutató csillagászok a lehető legpontosabban szeretnék meghatározni a periódusokat. Ez alapfeltétele annak, hogy a periódusok hosszú távú változását vizsgálhassák. Fontos mindig megbecsülni a változási ciklus értékének hibáját is. Igen lényeges a többszörös periodicitás kimutatása is, különösen a pulzáló változóknál, ugyanis ekkor a modellek alapján biztosabb lehet a módusok azonosítása.

A változócsillagok periódusa tág határok között mozoghat. Előfordul néhány perces (ZZ Ceti és roAp típus) és néhány ezer napos (mira és SR típus) változási ciklushossz is. Az amplitúdó szintén igen változatos lehet, a megfigyelhetőség határán lévő ezred magnitúdótól a több magnitúdós értékig. Ha a jel/zaj viszony kicsi, különösen fontos a megbízható periódusmeghatározási módszer megtalálása és alkalmazása.