Pierwszą autorką publikacji jest Sabina Sagynbayeva, studentka na Stony Brook University w Nowym Jorku (Stany Zjednoczone). Młoda astronomka tłumaczy, iż wiele modeli używanych przez naukowców zajmujących się analizą danych dotyczących egzoplanet, zakłada że gwiazdy mają jednolicie jasne tarcze. Ale choćby z obserwacji naszego własnego Słońca wiadomo, iż sprawa jest bardziej skomplikowana. Nowe podejście ma umożliwić oszacowanie, jak wiele plam ma gwiazda, gdzie są rozmieszczone, a także na ile są jasne lub ciemne.

Kosmiczne obserwatoria TESS oraz Kepler to instrumenty przeznaczone do poszukiwania planet metodą tranzytów. Polega ona na tym, że rejestruje się krzywą zmian blasku gwiazdy w poszukiwaniu niewielkich regularnych osłabień światła. Przyczyny tego mogą być różne, ale po wykluczeniu różnych opcji w wielu przypadkach uznano, iż osłabienia udaje się najlepiej wytłumaczyć przejściem planety przed gwiazdą, co zwane jest tranzytem. Samej planety nie widzimy, ale blokuje ona niewielką część światła gwiazdy.

Mierząc czas pomiędzy tranzytami, można ustalić jak daleko od gwiazdy krąży planeta, a w efekcie oszacować jaką może mieć temperaturę. Z kolei to, jak wiele światła gwiazdy zostanie przesłonięte podczas tranzytu, daje nam wiedzę o rozmiarach planety, a na tej podstawie można potem wnioskować o jej budowie.

Czasami jednak krzywa zmian blasku gwiazdy staje się bardziej skomplikowana niż opisany powyżej schemat. Mogą pojawiać się dodatkowe niewielkie pojaśnienia lub pociemnienia. Naukowcy przypuszczają, że jest to skutek występowania ciemniejszych obszarów na gwieździe, czyli plam.

W przypadku Słońca liczba plam słonecznych zmienia się, w szczególności zgodnie z cyklem 11-letnim. Na powierzchniach innych gwiazdach też występują plamy, w mniejszym lub większym stopniu niż na Słońcu.

Dotychczasowe analizy plam na innych gwiazdach opierały się głównie na krzywej blasku związanej z rotacją gwiazdy. Nowy model StarryStarryProcess, który opracowała Sagynbayeva, wykorzystuje dodatkowo tranzyty planet do próbkowania powierzchni gwiazdy. Gdy planeta przechodzi przed plamą podczas tranzytu, w świetle od gwiazdy powstaje charakterystyczna zmiana, która ujawnia własności plamy.

W ramach sprawdzenia swojego modelu, astronomowie sprawdzili tranzyty planety TOI 3884 b, która krąży w systemie odległym od nas o 141 lat świetlnych. Obiekt odkryto w 2022 roku przy pomocy obserwatorium kosmicznego TESS. Planeta jest gazowym olbrzymem o pięć razy większej średnicy niż Ziemia i 32 razy większej masie.

Analizy StarryStarryProcess wskazują, że chłodna i słaba gwiazda centralna systemu TOI 3884 ma koncentrację plam przy biegunie północnym, który jest skierowany w stronę Ziemi. Patrząc więc z naszej perspektywy, planeta przechodzi przed północnym biegunem gwiazdy.

Artykuł przedstawiający nowy sposób badania plam na gwiazdach zamieszczono w „The Astrophysical Journal”. (PAP)

cza/ zan/