En principe, découvrir de nouvelles exoplanètes est assez facile. Mesurez simplement la luminosité d'une étoile au fil du temps, et lorsqu'une planète passe devant l'étoile, la luminosité diminuera légèrement. Plus la luminosité plonge, plus la planète est grande par rapport à l'étoile. Cette méthode de transit est si efficace que nous avons trouvé la majorité des exoplanètes. Mais les astronomes veulent faire bien plus que simplement découvrir des planètes, et pour cela, vous devez plonger dans les détails.
La quantité de baisse de la luminosité d'une étoile pendant un transit planétaire est appelée profondeur de transit. Vous pouvez le voir sur les graphiques de courbe lumineuse, où il y a une luminosité moyenne de l'étoile par rapport à la baisse maximale. Le problème est que la profondeur de transit est assez petite. Une étoile ne diminue généralement que par une fraction d'un pour cent pendant un transit. Et la luminosité d'une étoile n'est jamais constante. Les fusées éclairantes et les taches solaires peuvent faire varier une étoile en luminosité. Parfois, ces variations sont presque aussi grandes que la profondeur de transit elle-même, afin que les choses puissent devenir assez floues.
C'est là que les statistiques entrent en jeu. Pour déterminer la profondeur de transit, vous prenez la luminosité moyenne mesurée de l'étoile et la comparez à la luminosité moyenne du transit pour obtenir la profondeur. De toute évidence, ce résultat a sa propre incertitude, ce qui signifie que notre connaissance de la taille d'un exoplanet est tout aussi incertaine. Mais une nouvelle étude montre comment vous pouvez réduire considérablement cette incertitude, et elle implique un effet intéressant connu sous le nom d'assombrissement des membres.
L'assombrissement des membres est l'endroit où le bord d'une étoile apparaît légèrement plus sombre que le centre d'une étoile. L'effet est dû à notre ligne de vue. La lumière provenant du centre d'une étoile provient plus profondément dans l'étoile, où les choses sont plus chaudes. La lumière provenant du bord de l'étoile doit passer par une atmosphère d'une étoile pour nous atteindre, donc il provient d'une région plus fraîche plus près de la surface. Toutes les étoiles ont cet effet, selon l'épaisseur de la haute atmosphère de l'étoile.
Comme une étude récente publiée sur le arxiv Notes de serveur préimprimé, l'assombrissement des membres affecte la profondeur de transit statistiquement. Au fur et à mesure qu'une exoplanet commence à transiter une étoile, elle passe d'abord à travers la région de bord sombre, ce qui signifie que la quantité de gradation est inférieure à ce que nous nous attendons. Ce n'est que lorsque la planète traverse la région centrale plus brillante est la profondeur de transit précise. En conséquence, les statistiques de la profondeur de transit ont une plus grande incertitude.
Les auteurs notent que cette incertitude peut être réduite en prenant en compte l'assombrissement des membres. Si nous connaissons la quantité et l'échelle de l'assombrissement des membres, les données d'un transit peuvent être modifiées pour la tenir compte. Ils constatent qu'avec une mesure précise de la profondeur de transit, la précision peut être augmentée d'un facteur de cinq.
Malheureusement, nous n'avons observé que l'assombrissement des membres pour le soleil et quelques autres étoiles, comme Betelgeuse. Vous devez être en mesure de voir une étoile comme plus qu'un simple point de lumière, et pour la plupart des étoiles, ce n'est pas possible. Mais nous pouvons simuler l'effet de darkening des membres. En connaissant le type d'étoile et où il se trouve sur la séquence principale des étoiles, nous pouvons modéliser l'atmosphère supérieure d'une étoile. Nous pouvons déterminer ces choses en regardant les spectres d'une étoile, il est donc assez possible d'utiliser l'approche que les auteurs suggèrent.
