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.
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.