Коллектив астрофизиков разработал новый метод обнаружения и изучения эволюции пятен на далеких звездах, которые являются аналогами солнечных пятен. Для этого ученые применили подход, традиционно используемый для обнаружения экзопланет. Новая методика анализа данных, собранных космическими телескопами Kepler и TESS, позволяет не только выявлять звездные пятна, но и сравнивать их с солнечными, что вносит важный вклад в понимание того, насколько типично наше Солнце по сравнению с другими звездами.
Это открытие имеет прямое отношение к экзобиологии, поскольку помогает оценить, насколько уникальна планета Земля и условия для жизни на ней в Млечном Пути. Метод, названный StarryProcess, описан в статье, опубликованной в The Astrophysical Journal и доступной в открытом доступе на arXiv. Как поясняется в пресс-релизе NASA, он также сможет использоваться для изучения атмосфер экзопланет и оценки их потенциальной обитаемости в ходе будущих миссий, таких как Pandora.
Принцип метода основан на анализе кривых блеска звезды во время транзита — прохождения планеты по ее диску. Обычно транзит вызывает характерное периодическое падение яркости. Однако если планета проходит над более холодным и темным пятном на звезде, аналогичным солнечному, то это падение становится менее глубоким и в кривой блеска появляется характерный пик. Анализируя эти аномалии, ученые могут определить количество, расположение и яркость пятен на звезде, что невозможно при рассмотрении светила как равномерно яркого диска.
Как объяснила Сабина Сагынбаева, аспирант по астрофизике в Университете Стоуни-Брук и соавтор исследования, многие модели анализа данных экзопланет предполагают, что звезды однородны, однако наблюдения за Солнцем показывают, что это не так. Их подход позволяет учесть эту сложность.
Ее коллега Бретт Моррис добавил, что более глубокое понимание физики звезды напрямую влияет на изучение ее планет. Например, чтобы обнаружить воду в атмосфере планеты — ключевой показатель обитаемости — крайне важно не спутать ее сигнатуру с признаками, вызванными особенностями самой звезды.
Метод был успешно протестирован на данных о транзитах планеты TOI 3884 b, газового гиганта в созвездии Девы, обнаруженной TESS в 2022 году. Анализ крошечных провалов и пиков в кривых блеска позволяет определить свойства звезды-хозяина: общий уровень пятнообразования, угол наклона орбиты планеты, ориентацию оси вращения звезды и другие факторы.
Это открытие продолжает дело, начатое еще Галилеем и астрономом-любителем Генрихом Швабе, открывшим 11-летний цикл солнечной активности, и Джорджем Эллери Хейлом, который в начале XX века установил магнитную природу солнечных пятен.