喜怒无常的恒星正在扭曲我们对遥远行星的看法

　　我们掌握的大部分信息关于太阳系外的行星（系外行星）是通过观察这些行星在它们的主星前面经过时星光的下降而来的 。

　　这项技术可以提供关于行星大小的线索（通过观察有多少星光被阻挡）和它的大气层是由什么组成的（通过观察行星如何改变穿过它的星光的模式）。

　　但是，发表在《天体物理学杂志增刊系列》上的一项新研究得出的结论是 ，由于恒星表面的热和冷区域导致的星光波动可能比我们之前想象的更扭曲我们对行星的解释
。

　　研究人员观察了20颗木星和海王星大小的行星的大气层，发现主星的可变性扭曲了其中大约一半的数据。

　　研究小组说
，如果研究人员不能正确地解释这些变化，他们可能会误解一系列特征 ，比如行星的大小 、温度和大气成分 。研究小组补充说
，如果研究人员观察光的波长范围，包括恒星污染影响最明显的光学区域 ，那么误解的风险是可控的
。

　　主要作者Arianna Saba博士（伦敦大学学院物理与天文学）在伦敦大学学院做了这项研究
，作为她博士学位的一部分，她说：“这些结果令人惊讶——我们发现的恒星污染比我们预期的要多。 ”这对我们来说很重要 。通过完善我们对恒星可变性如何影响我们对系外行星的解释的理解 ，我们可以改进我们的模型
，更聪明地利用来自詹姆斯·韦伯、Ariel和Twinkle等任务的更大的数据集
。”

　　第二作者亚历山德拉（亚历克斯）汤普森，目前是伦敦大学学院物理与天文学的博士生 ，他的研究重点是系外行星的宿主恒星
，他说：“我们从它们的宿主恒星的光中了解系外行星，有时很难区分来自恒星的信号和来自行星的信号。

　　“有些恒星可能被描述为‘不完整’ -它们的表面上有更大比例的较冷区域 ，这些区域较暗，而较热区域则较亮 。这是由于更强的磁场活动
。

　　“更热
、更亮的区域（光斑）会发出更多的光
，因此，例如 ，如果一颗行星从恒星最热的部分前面经过
，这可能会导致研究人员高估行星的大小，因为它似乎会挡住更多的恒星的光 ，或者他们可能会推断这颗行星比现在更热
，或者有更稠密的大气层。
”如果行星经过冷星斑的前面，则相反 ，使行星看起来“更小” 。

　　“另一方面
，恒星黑子发出的光的减少甚至可以模拟行星从恒星前面经过的效果，让你认为可能有一颗行星 ，而实际上没有
。这就是为什么后续观测对确认系外行星探测如此重要的原因。

　　“例如
，这些来自恒星的变化也会扭曲对行星大气中水蒸气含量的估计 。这是因为这些变化可以模拟或模糊到达我们望远镜的不同波长的光模式中的水蒸气的特征。 ”

　　在这项研究中，研究人员使用了哈勃太空望远镜20年的观测数据 ，结合了太空望远镜成像光谱仪（STIS）和宽视场相机3 （WFC3）这两种望远镜仪器的数据
。

　　他们以相同的方式处理和分析每颗行星的数据，以确保他们进行同类比较
，最大限度地减少使用不同方法处理数据集时出现的偏差。

　　然后，研究小组研究了大气和恒星模型的哪种组合最适合他们的数据 ，并将考虑恒星变异性的模型与没有考虑的简单模型进行了比较 。他们发现
，在分析的20颗行星中，有6颗行星的数据与根据恒星变异性调整后的模型更吻合 ，另外6颗行星可能受到了宿主恒星的轻微污染
。

　　他们分析了可见光、近红外线和近紫外线波长的光
，利用了这样一个事实，即恒星活动造成的扭曲在近紫外线和可见光（光学）区域比在更长的红外线区域要明显得多。

　　研究小组描述了两种判断恒星变化是否会影响行星数据的方法 。

　　萨巴博士解释说：“一种方法是观察光谱的整体形状 ，即从恒星穿过行星的不同波长的光的模式
，看看这是否可以单独用行星来解释，或者是否需要恒星活动来解释
。
”另一种是在不同的时间对同一颗行星在光谱的光学区域进行两次观测。如果这些观测结果非常不同 ，可能的解释是恒星活动的变化 。”

　　亚历克斯·汤普森补充说：“通过正确的波长覆盖
，误解的风险是可控的
。波长较短的光学观测（如本研究中使用的光学观测）特别有帮助，因为这是恒星污染效应最明显的地方。 ”