一些”脾氣暴躁”的恆星在幾小時或幾天內忽明忽暗，可能會扭曲我們對成千上萬顆遙遠行星的觀察。由於宿主恆星亮度的波動，系外行星資料的誤導可能比以前想像的還要大。 一項利用哈伯數據進行的研究發現，恆星活動扭曲了對許多系外行星的測量，可能導致它們的大小、溫度和大氣成分出現誤差。 研究人員強調，觀測多種波長的光線有助於修正這些誤讀。

第二作者亞歷克斯-湯普森（Alex Thompson）對HAT-P-11系統的藝術表現，本研究採用了對此系統的多次觀測。 HAT-P-11系統由一顆比太陽”斑斕”得多的冷主星和一顆錯位凌日的”超海王星”HAT-P-11b以及一顆非凌日的木星質量行星HAT-P-11c組成。 資料來源：亞歷珊卓-湯普森

解讀系外行星資料的挑戰

我們對系外行星–太陽系外的行星–的了解大多來自於觀測它們經過宿主恆星前時，宿主恆星的光線是如何變暗的。

透過測量星光被遮擋的程度，科學家可以估算出行星的大小。 分析星光穿過行星大氣層時的變化，也能提供行星組成的線索。

然而，《天文物理學雜誌增刊系列》上的一項新研究表明，這些測量結果可能比以前認為的更加失真。 恆星亮度的變化–由其表面較熱和較冷區域引起–可能會嚴重影響我們對系外行星數據的解讀。

恆星變異的影響

研究人員觀察了20 顆木星和海王星大小的行星的大氣層，發現主恆星的易變性扭曲了其中大約一半行星的數據。

研究小組說，如果研究人員不適當地考慮這些變化，他們可能會誤解行星的大小、溫度和大氣成分等一系列特徵。 研究小組補充說，如果研究人員觀察一系列波長的光線，包括恆星污染影響最明顯的光學區域，誤讀的風險是可以控制的。

主要作者阿里安娜-薩巴博士（UCL 物理與天文學研究中心）說：”這些結果出乎我們的意料–我們發現恆星對資料的污染比我們預期的要嚴重。這對我們來說非常重要。 透過進一步了解恆星的變異性可能會如何影響我們對系外行星的解讀，我們可以改進我們的模型，並更明智地利用「阿里」、阿里爾提供另一個

“善變”的恆星扭曲觀測結果

第二作者亞歷山德拉-湯普森（Alex Thompson）是UCL物理與天文學學院的一位在讀博士生，他的研究重點是系外行星的宿主恆星：

我們從系外行星宿主恆星的光中了解系外行星，有時很難區分哪些是恆星發出的信號，哪些是行星發出的信號。有些恆星可能被描述為’斑駁陸離’–它們的表面有較大比例的較冷區域（顏色較暗）和較熱區域（顏色較亮）。 這是由於較強的磁性活動造成的。更熱、更亮的區域（面）會發出更多的光，因此，舉例來說，如果一顆行星從恆星最熱的部分前方經過，這可能會導致研究人員高估這顆行星的大小，因為它似乎會擋住恆星更多的光，或者他們可能會推斷這顆行星比實際溫度更高，或者擁有更濃密的大氣層。 如果行星從冷星斑前經過，情況則恰恰相反，行星會顯得”更小”。

模仿行星特徵和不準確的結果

“另一方面，星斑發射光的減少甚至可以模仿行星從恆星前方經過的效果，讓你誤以為可能有行星，其實並沒有。這就是為什麼後續觀測對於確認系外行星探測結果如此重要。這些來自恆星的變化也會扭曲對行星大氣中水蒸氣含量等的估計。 這是因為在到達我們望遠鏡的不同波長的光線模式中，這些變化會

在這項研究中，研究人員使用了哈伯太空望遠鏡20年來的觀測數據，將望遠鏡的兩台儀器–太空望遠鏡成像攝譜儀（STIS）和寬視場照相機3（WFC3）–的數據結合在一起。

他們以完全相同的方式處理和分析每顆行星的數據，以確保進行同類比較，盡量減少使用不同方法處理數據集時出現的偏差。

比較恆星活動模型

研究小組隨後研究了大氣和恆星模型的哪種組合最適合他們的數據，比較了考慮恆星變異性的模型和不考慮恆星變異性的簡單模型。 他們發現，在所分析的20 顆行星中，有6 顆行星的數據與根據恆星變異性調整後的模型的擬合度更高，另外6 顆行星可能受到了宿主恆星的輕微污染。

他們分析了可見光、近紅外線和近紫外線波長的光線，利用了恆星活動造成的扭曲在近紫外線和可見光（光學）區域比在紅外線的長波長區域更明顯這一事實。

檢測恆星”污染”的兩種方法

研究團隊介紹了兩種判斷恆星變率是否會影響行星資料的方法。

薩巴博士解釋說：”一是觀察光譜的整體形狀，即從恆星穿過行星的不同波長的光的模式，看看這是否僅能用行星來解釋，或者是否需要恆星活動。 另一種方法是在光譜的光學區域對同一行星進行兩次不同時間的觀測。如果這些觀測結果大相徑庭，可能的解釋就是恆星活動多變。”

亞歷克斯-湯普森補充說：”如果波長覆蓋範圍合適，誤讀的風險是可以控制的。較短波長的光學觀測（如本研究中使用的觀測）尤其有幫助，因為這是恆星污染效應最明顯的地方。”

編譯自/ ScitechDaily