«Капризные» звёзды обманывают астрономов: новое исследование показывает, что звёздные пятна искажают размеры экзопланет сильнее, чем считалось прежде

Новое исследование показывает, что изменчивость яркости звёзд может значительно влиять на интерпретацию данных об экзопланетах. Большая часть информации о планетах за пределами Солнечной системы получена путём наблюдения за уменьшением яркости звёзд при прохождении планет перед ними. Этот метод позволяет оценить размер планеты и состав её атмосферы. Однако новое исследование показывает, что колебания яркости звёзд из-за наличия более горячих и холодных участков на их поверхности могут искажать представления о планетах сильнее, чем считалось ранее. Команда исследователей изучила атмосферы 20 планет размером с Юпитер и Нептун и обнаружила, что изменчивость звёзд-хозяев исказила данные примерно половины из них. Если не учитывать эти вариации должным образом, учёные могут неправильно интерпретировать такие характеристики, как размер планет, их температура и состав атмосферы. Иллюстрация: нейросеть DALL-E Доктор Арианна Саба, ведущий автор исследования, отметила: «Эти результаты стали для нас сюрпризом — мы обнаружили больше звёздного загрязнения данных, чем ожидали. Уточняя наше понимание того, как изменчивость звёзд может влиять на интерпретацию экзопланет, мы можем улучшить наши модели и более эффективно использовать гораздо более крупные наборы данных, которые будут получены в ходе миссий James Webb, Ariel и Twinkle». Александра Томпсон, соавтор исследования, объяснила, что некоторые звёзды можно описать как «пятнистые» — они имеют большую долю более холодных (тёмных) и более горячих (ярких) областей на своей поверхности из-за более сильной магнитной активности. Эти вариации могут привести к переоценке или недооценке размера планеты, её температуры или плотности атмосферы в зависимости от того, перед какой частью звезды проходит планета. Исследователи использовали 20 лет наблюдений космического телескопа « Хаббл», объединив данные двух его инструментов. Они обработали и проанализировали данные для каждой планеты одинаковым образом, чтобы обеспечить корректное сравнение. Команда обнаружила, что данные для шести планет из 20 анализируемых лучше соответствовали моделям, учитывающим изменчивость звёзд, а ещё шесть планет могли испытать незначительное «  загрязнение»  от своей звезды-хозяина. Учёные предложили два способа оценки влияния звёздной изменчивости на данные о планетах. Первый — анализ общей формы спектра, чтобы определить, можно ли объяснить его только планетой или необходимо учитывать звёздную активность. Второй — сравнение двух наблюдений одной и той же планеты в оптическом диапазоне спектра, сделанных в разное время. Если эти наблюдения сильно различаются, то  вероятное объяснение — переменная звёздная активность. Исследователи подчеркнули, что риск неправильной интерпретации можно контролировать при правильном охвате длин волн. Особенно полезны наблюдения в оптическом диапазоне, где эффекты звёздного загрязнения наиболее заметны. 

Фев 10, 2025 - 18:57
 0
«Капризные» звёзды обманывают астрономов: новое исследование показывает, что звёздные пятна искажают размеры экзопланет сильнее, чем считалось прежде

Новое исследование показывает, что изменчивость яркости звёзд может значительно влиять на интерпретацию данных об экзопланетах.

Большая часть информации о планетах за пределами Солнечной системы получена путём наблюдения за уменьшением яркости звёзд при прохождении планет перед ними. Этот метод позволяет оценить размер планеты и состав её атмосферы. Однако новое исследование показывает, что колебания яркости звёзд из-за наличия более горячих и холодных участков на их поверхности могут искажать представления о планетах сильнее, чем считалось ранее.

Команда исследователей изучила атмосферы 20 планет размером с Юпитер и Нептун и обнаружила, что изменчивость звёзд-хозяев исказила данные примерно половины из них. Если не учитывать эти вариации должным образом, учёные могут неправильно интерпретировать такие характеристики, как размер планет, их температура и состав атмосферы.

Иллюстрация: нейросеть DALL-E

Доктор Арианна Саба, ведущий автор исследования, отметила: «Эти результаты стали для нас сюрпризом — мы обнаружили больше звёздного загрязнения данных, чем ожидали. Уточняя наше понимание того, как изменчивость звёзд может влиять на интерпретацию экзопланет, мы можем улучшить наши модели и более эффективно использовать гораздо более крупные наборы данных, которые будут получены в ходе миссий James Webb, Ariel и Twinkle».

Александра Томпсон, соавтор исследования, объяснила, что некоторые звёзды можно описать как «пятнистые» — они имеют большую долю более холодных (тёмных) и более горячих (ярких) областей на своей поверхности из-за более сильной магнитной активности. Эти вариации могут привести к переоценке или недооценке размера планеты, её температуры или плотности атмосферы в зависимости от того, перед какой частью звезды проходит планета.

Исследователи использовали 20 лет наблюдений космического телескопа « Хаббл», объединив данные двух его инструментов. Они обработали и проанализировали данные для каждой планеты одинаковым образом, чтобы обеспечить корректное сравнение. Команда обнаружила, что данные для шести планет из 20 анализируемых лучше соответствовали моделям, учитывающим изменчивость звёзд, а ещё шесть планет могли испытать незначительное «  загрязнение»  от своей звезды-хозяина.

Учёные предложили два способа оценки влияния звёздной изменчивости на данные о планетах. Первый — анализ общей формы спектра, чтобы определить, можно ли объяснить его только планетой или необходимо учитывать звёздную активность. Второй — сравнение двух наблюдений одной и той же планеты в оптическом диапазоне спектра, сделанных в разное время. Если эти наблюдения сильно различаются, то  вероятное объяснение — переменная звёздная активность.

Исследователи подчеркнули, что риск неправильной интерпретации можно контролировать при правильном охвате длин волн. Особенно полезны наблюдения в оптическом диапазоне, где эффекты звёздного загрязнения наиболее заметны.