Changements de la luminosité d'un objet au fil du temps, souvent utilisés pour déduire sa rotation.La variation de luminosité est le changement de la luminosité observée d'un objet au fil du temps. En astrophysique, elle constitue un outil de télédétection puissant : comme nous ne pouvons pas physiquement visiter la plupart des corps célestes, leur lumière changeante transporte des informations sur leur rotation, leur forme, leurs caractéristiques de surface, et même la géométrie de l'espace-temps environnant. Les variations périodiques de luminosité signalent souvent une rotation, car un objet en rotation avec des caractéristiques de surface inégales ou une émission asymétrique présente différentes faces à l'observateur. Les variations irrégulières peuvent indiquer des processus plus dynamiques, tels que des instabilités d'accrétion, des éruptions stellaires ou des effets de lentille gravitationnelle.
L'utilisation de la variation de luminosité pour déduire la rotation remonte au XVIIe siècle, lorsque Giovanni Domenico Cassini et d'autres ont observé des taches sur Jupiter et le Soleil pour déterminer leurs périodes de rotation. La technique a ensuite été étendue aux étoiles et, au XXe siècle, aux objets compacts comme les pulsars et les candidats trous noirs.
Lorsqu'un objet tourne, des régions de luminosité différente (par exemple, des taches solaires, des points chauds ou des zones ombragées) entrent et sortent du champ de vision, produisant une modulation périodique du flux total observé. La période de la variation correspond à la période de rotation, tandis que l'amplitude dépend du contraste entre les caractéristiques brillantes et sombres. Dans des cas plus exotiques, comme les ombres des trous noirs, les variations de luminosité peuvent provenir du mouvement orbital du plasma chaud dans le disque d'accrétion, ou de la rotation du trou noir lui-même qui déforme l'anneau photonique. La courbe de lumière observée est donc une convolution des propriétés intrinsèques de l'objet et des effets relativistes de la gravité intense.
La variation de luminosité est utilisée dans la détection d'exoplanètes (méthode des transits), les études de rotation stellaire, et le suivi des noyaux actifs de galaxies et des flux d'accrétion des trous noirs.
La première exoplanète découverte autour d'une étoile semblable au Soleil, 51 Pegasi b, a été trouvée en 1995 grâce à des variations périodiques de luminosité causées par l'attraction gravitationnelle de la planète sur son étoile hôte, et non par le blocage de la lumière par la planète.
