|
Звезды могут искажать данные наблюдений за экзопланетами
|
|
|
|
"Темпераментные" звезды, которые становятся ярче и тускнеют в течение нескольких часов или дней, могут искажать наше представление о тысячах отдаленных планет, предполагает новое исследование, проведенное учеными Калифорнийского университета.
|
|
|
|
Большая часть информации, которой мы располагаем о планетах за пределами нашей Солнечной системы (экзопланетах), поступает из наблюдений за провалами в звездном свете, когда эти планеты проходят перед своей звездой-хозяином.
|
|
|
|
Этот метод может дать представление о размерах планеты (если посмотреть, насколько сильно заблокирован звездный свет) и из чего состоит ее атмосфера (если посмотреть, как планета изменяет структуру проходящего через нее звездного света).
|
|
|
|
Но новое исследование, опубликованное в приложении к Astrophysical Journal, показало, что колебания звездного света из-за более горячих и холодных областей на поверхности звезды могут искажать наши представления о планетах больше, чем мы думали ранее.
|
|
|
|
Исследователи изучили атмосферы 20 планет размером с Юпитер и Нептун и обнаружили, что изменчивость звезд-хозяев искажает данные примерно для половины из них.
|
|
|
|
|
|
|
По словам команды, если бы исследователи должным образом не учли эти различия, они могли бы неверно истолковать ряд особенностей, таких как размер планет, температура и состав их атмосфер. Команда добавила, что риск неправильного толкования был преодолим, если исследователи рассматривали диапазон длин волн света, в том числе в оптической области, где эффекты звездного загрязнения наиболее очевидны.
|
|
|
|
Ведущий автор, доктор Арианна Саба (UCL Physics & Astronomy), которая выполняла эту работу в рамках своей докторской степени в UCL, сказала: "Эти результаты стали неожиданностью — мы обнаружили большее звездное загрязнение наших данных, чем ожидали. Нам важно это знать. Уточняя наше понимание того, как изменчивость звезд может повлиять на наши интерпретации экзопланет, мы можем усовершенствовать наши модели и более рационально использовать гораздо более обширные наборы данных, полученные в результате таких миссий, как "Джеймс Уэбб", "Ариэль" и "Твинкл"."
|
|
|
|
Второй автор Александра (Alex) Томпсон, аспирант Калифорнийского университета по физике и астрономии, чьи исследования сосредоточены на звездах-хозяевах экзопланет, сказал: "Мы узнаем об экзопланетах по свету их звезд-хозяев, и иногда бывает трудно отличить сигнал от звезды от того, что исходит от планеты.
|
|
|
|
"Некоторые звезды можно охарактеризовать как "неоднородные" — на их поверхности больше холодных областей, которые темнее, и более горячих областей, которые ярче. Это связано с более сильной магнитной активностью.
|
|
|
|
"Более горячие и яркие области (факелы) излучают больше света, и поэтому, например, если планета проходит перед самой горячей частью звезды, это может привести к переоценке размеров планеты, поскольку будет казаться, что она блокирует больше света звезды, или они могут сделать вывод, что планета горячее, чем есть на самом деле, или имеет более плотную атмосферу. Обратное верно, если планета проходит перед холодным звездным пятном, из-за чего планета кажется "меньше".
|
|
|
|
"С другой стороны, уменьшение испускаемого звездным пятном света может даже имитировать эффект прохождения планеты перед звездой, заставляя вас думать, что планета может быть там, где ее нет. Вот почему последующие наблюдения так важны для подтверждения обнаружения экзопланет.
|
|
|
|
"Эти отклонения от звезды также могут исказить оценки того, сколько водяного пара, например, содержится в атмосфере планеты. Это связано с тем, что вариации могут имитировать или скрывать признаки водяного пара в спектре света на разных длинах волн, который достигает наших телескопов".
|
|
|
|
Для исследования ученые использовали 20-летние наблюдения с космического телескопа Хаббл, объединив данные двух приборов телескопа - спектрографа визуализации космического телескопа (STIS) и широкоугольной камеры 3 (WFC3).
|
|
|
|
Они обработали и проанализировали данные по каждой планете одинаковым образом, чтобы убедиться, что они сравнивают одно с другим, сводя к минимуму погрешности, возникающие при обработке наборов данных разными методами.
|
|
|
|
Затем команда изучила, какая комбинация атмосферных и звездных моделей лучше всего соответствует их данным, сравнив модели, которые учитывали звездную изменчивость, с более простыми моделями, которые этого не делали. Они обнаружили, что данные по шести планетам из 20 проанализированных лучше согласуются с моделями, скорректированными с учетом изменчивости звезд, а шесть других планет, возможно, подверглись незначительному загрязнению от своей звезды-хозяина.
|
|
|
|
Они проанализировали свет в видимом, ближнем инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах длин волн, используя тот факт, что искажения от звездной активности гораздо более заметны в ближнем ультрафиолетовом и видимом (оптическом) диапазонах, чем на более длинных волнах в инфракрасном диапазоне.
|
|
|
|
Команда описала два способа оценить, может ли звездная изменчивость влиять на данные о планетах.
|
|
|
|
Доктор Саба объяснил: "Один из них заключается в том, чтобы посмотреть на общую форму спектра — то есть на структуру света на разных длинах волн, прошедшего через планету от звезды, — чтобы понять, может ли это быть объяснено только планетой или необходима звездная активность. Другой способ заключается в проведении двух наблюдений одной и той же планеты в оптической области спектра, сделанных в разное время. Если эти наблюдения сильно отличаются друг от друга, вероятным объяснением является переменная звездная активность."
|
|
|
|
Алекс Томпсон добавил: "При правильном выборе длины волны можно избежать риска неправильного толкования. Оптические наблюдения на коротких длинах волн, подобные тем, которые использовались в этом исследовании, особенно полезны, поскольку именно здесь эффекты звездного загрязнения наиболее очевидны".
|
|
|
|
Источник
|
