Пиксель за пикселем: новый метод раскрыл истинную природу сигнала KOI-1755

Исследовательская группа под руководством кандидата наук Ван Хаочжи и профессора Али Эсамдина из Синьцзянской астрономической обсерватории Китайской академии наук провела детальное исследование загадочного транзитного сигнала, исходящего от пульсирующей звезды KOI-1755, с использованием данных космического телескопа «Кеплер». Их выводы, опубликованные в авторитетном издании The Astronomical Journal, не только разрешили давнюю астрономическую загадку, но и предложили новый методологический подход к анализу фотометрических данных, который может существенно повлиять на будущие исследования переменных звезд.

На протяжении нескольких лет астрономы наблюдали периодическое ослабление яркости KOI-1755 в фотометрических данных «Кеплера», что изначально интерпретировалось как возможный транзит экзопланеты или иное астрофизическое явление, связанное непосредственно с этой звездой. Однако истинное происхождение сигнала оставалось неясным, что ставило под сомнение как природу самого объекта, так и достоверность выводов, основанных на его наблюдениях. В рамках нового исследования ученые обратились к файлам целевых пикселей (TPF) — сырым данным «Кеплера», содержащим информацию о распределении света по отдельным пикселям матрицы. Этот подход позволил им выйти за рамки стандартных методов анализа, которые часто усредняют сигнал по всей апертуре, игнорируя пространственное распределение источников света.

Анализ TPF выявил, что источником периодического затемнения на самом деле является не KOI-1755, а фоновая затменная двойная звезда, расположенная слева от нее. Это открытие стало возможным благодаря комбинации трех ключевых методов: фотометрического моделирования на уровне пикселей, измерений смещения центроида светового пятна и сопоставления с каталогом Gaia DR3. Моделирование на уровне пикселей позволило реконструировать кривую блеска фоновой звезды, исключив влияние соседних объектов, включая саму KOI-1755. Измерения центроида подтвердили, что во время наблюдаемых «транзитов» центр светового пятна смещается в сторону фонового источника, что служит прямым доказательством его участия в формировании сигнала. Сопоставление с данными Gaia DR3 обеспечило точную астрометрическую привязку и позволило уточнить физические параметры звезд.

В результате исследователи подтвердили, что источником сигнала является затменная двойная система, состоящая из двух карликовых звезд, обращающихся друг вокруг друга с орбитальным периодом примерно 6,14 суток. Более того, уточненное моделирование позволило добиться высокой точности: отклонение между средним потоком системы и теоретическим значением, рассчитанным на основе параметров Gaia DR3, составило менее 3 процентов. Это свидетельствует о высокой надежности метода и его способности минимизировать систематические ошибки, вызванные загрязнением света от соседних звезд — проблемы, которая часто искажает результаты стандартных пакетных методов обработки данных.

Дальнейший анализ кривой блеска выявил не только регулярные затмения, но и дополнительные периодические модуляции, вызванные активностью звездных пятен и дифференциальным вращением компонентов системы. Особенно примечательно, что частота вращения главной звезды оказалась примерно на 13 процентов ниже орбитальной частоты. Это несоответствие согласуется с наблюдаемыми закономерностями в других короткопериодических двойных системах, где приливное взаимодействие еще не привело к полной синхронизации вращения и орбитального движения. Такие данные важны для понимания эволюции двойных систем и механизмов переноса углового момента между звездами.

Помимо разрешения конкретной астрономической загадки, данное исследование имеет важное методологическое значение. Предложенный подход фотометрического моделирования на уровне пикселей с интеграцией данных Gaia демонстрирует значительное преимущество перед традиционными методами. Он позволяет извлекать более чистые и точные кривые блеска даже для слабых и загрязненных источников, что особенно ценно при анализе архивных данных.

Авторы подчеркивают, что огромный массив данных, собранный телескопами Кеплер и TESS, до сих пор содержит множество неоткрытых переменных звезд и астрофизических явлений, которые могут быть выявлены с помощью подобных усовершенствованных методов. Это открывает путь к «второму открытию» — повторному анализу архивов с применением современных технологий и более глубокого понимания.

Исследование было поддержано рядом крупных научных программ: Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая, Программой «Таланты Тянь-Шаня» Китайской академии наук и Фондом естественных наук Синьцзян-Уйгурского автономного района.