В журнале The Astrophysical Journal Supplement команда из University College London (UCL) представила результаты исследования о том, как переменность звезд способна влиять на характеристики планет за пределами Солнечной системы. При транзитном методе, когда учёные следят за провалами блеска звезды при прохождении планеты, обычно оценивают размеры и вероятный состав атмосферы экзопланеты.
Авторы работы обнаружили, что яркость некоторых звезд может меняться в ультрафиолетовом и оптическом диапазонах в течение часов или дней. В результате наблюдения из 20 экзопланет размером с Юпитер и Нептун у половины были отмечены искажения, вызванные «горячими» и «холодными» областями на звёздной поверхности. Если не учитывать такую звездную активность, размеры или температуры планет могут ошибочно определяться, а некоторые признаки атмосферных газов вроде водяного пара можно принять за «шум» либо вовсе упустить.
Для уточнения этих эффектов исследователи проанализировали данные с телескопа «Хаббл», накопленные за 20 лет. Все 20 планет наблюдались при помощи инструментов STIS и WFC3 по единым критериям обработки. Сравнение моделей, учитывающих переменность звезды, показало, что шесть объектов отчётливо нуждаются в новой интерпретации, а ещё шесть обладают менее выраженной, но всё же заметной активностью своих хозяев-звёзд.
«Мы удивились, обнаружив больше звёздных искажений в наших данных, чем ожидали, – отметила доктор Арианна Саба (UCL Physics & Astronomy), проводившая эту работу в рамках своей Ph.D. – Уточняя понимание того, как вариации звёзд могут влиять на наши выводы об экзопланетах, мы улучшим модели и сможем грамотно использовать большие объёмы данных ближайших миссий, включая James Webb, Ariel и Twinkle».
Согласно второму автору, аспирантке UCL Physics & Astronomy Александре (Алекс) Томпсон, «мы изучаем экзопланеты по свету их звезды, и иногда трудно отделить сигналы звезды от сигналов планеты». Исследователи подчеркивают, что у областей с сильной магнитной активностью появляются холодные «звёздные пятна» и горячие «факелы», из-за которых падает или, наоборот, увеличивается количество проходящего света. Это способно вводить в заблуждение насчёт размеров и состава атмосферы планеты.
Наблюдения показали, что яркие области (факелы) при прохождении планеты создают иллюзию большего перекрытия звёздного диска и могут завысить вычисленные характеристики. Транзит через тёмные пятна даёт обратный эффект: планета кажется меньше и может «засекать» меньше излучения, чем есть на самом деле. Кроме того, в спектре могут возникнуть ложные признаки воды или других соединений, если активность звезды преобладает в нужном диапазоне длин волн.
Участники исследования рекомендуют учитывать эту переменность звёзд, наблюдая планеты сразу в нескольких диапазонах, особенно в оптическом. Такой подход позволит определить истинные сигналы экзопланет и отличить их от «капризной» активности светил. Эта методика, как подчёркивают учёные в публикации, особенно важна для новых обширных наборов данных, которые будут предоставлять James Webb, Ariel и Twinkle.
Изображение носит иллюстративный характер
Авторы работы обнаружили, что яркость некоторых звезд может меняться в ультрафиолетовом и оптическом диапазонах в течение часов или дней. В результате наблюдения из 20 экзопланет размером с Юпитер и Нептун у половины были отмечены искажения, вызванные «горячими» и «холодными» областями на звёздной поверхности. Если не учитывать такую звездную активность, размеры или температуры планет могут ошибочно определяться, а некоторые признаки атмосферных газов вроде водяного пара можно принять за «шум» либо вовсе упустить.
Для уточнения этих эффектов исследователи проанализировали данные с телескопа «Хаббл», накопленные за 20 лет. Все 20 планет наблюдались при помощи инструментов STIS и WFC3 по единым критериям обработки. Сравнение моделей, учитывающих переменность звезды, показало, что шесть объектов отчётливо нуждаются в новой интерпретации, а ещё шесть обладают менее выраженной, но всё же заметной активностью своих хозяев-звёзд.
«Мы удивились, обнаружив больше звёздных искажений в наших данных, чем ожидали, – отметила доктор Арианна Саба (UCL Physics & Astronomy), проводившая эту работу в рамках своей Ph.D. – Уточняя понимание того, как вариации звёзд могут влиять на наши выводы об экзопланетах, мы улучшим модели и сможем грамотно использовать большие объёмы данных ближайших миссий, включая James Webb, Ariel и Twinkle».
Согласно второму автору, аспирантке UCL Physics & Astronomy Александре (Алекс) Томпсон, «мы изучаем экзопланеты по свету их звезды, и иногда трудно отделить сигналы звезды от сигналов планеты». Исследователи подчеркивают, что у областей с сильной магнитной активностью появляются холодные «звёздные пятна» и горячие «факелы», из-за которых падает или, наоборот, увеличивается количество проходящего света. Это способно вводить в заблуждение насчёт размеров и состава атмосферы планеты.
Наблюдения показали, что яркие области (факелы) при прохождении планеты создают иллюзию большего перекрытия звёздного диска и могут завысить вычисленные характеристики. Транзит через тёмные пятна даёт обратный эффект: планета кажется меньше и может «засекать» меньше излучения, чем есть на самом деле. Кроме того, в спектре могут возникнуть ложные признаки воды или других соединений, если активность звезды преобладает в нужном диапазоне длин волн.
Участники исследования рекомендуют учитывать эту переменность звёзд, наблюдая планеты сразу в нескольких диапазонах, особенно в оптическом. Такой подход позволит определить истинные сигналы экзопланет и отличить их от «капризной» активности светил. Эта методика, как подчёркивают учёные в публикации, особенно важна для новых обширных наборов данных, которые будут предоставлять James Webb, Ariel и Twinkle.
