TOI-3884 — це червоний карлик, навколо якого обертається планета. Вона є транзитною, тобто час від часу проходить між своєю зорею і нами. Завдяки одній з цих подій вдалося уточнити параметри її орбіти.
Транзитний метод дослідження екзопланет
У міру того, як атмосферні спостереження за екзопланетами стають все більш точними, як ніколи важливо правильно враховувати вплив зоряних плям на материнські зорі. Ідеальна можливість для вивчення зоряних плям виникає, коли транзитна планета проходить безпосередньо через них — це явище відоме як транзит через пляму.
Міжнародна група дослідників під керівництвом вчених з Центру астробіології (Токіо, Японія) об’єднала наземні спостереження, щоб виявити детальні властивості зоряних плям і геометрію орбіти планетної системи TOI-3884. Результати дослідження опубліковані в журналі The Astronomical Journal.
Космічний телескоп James Webb NASA революціонізував дослідження атмосфер екзопланет. Спостереження за атмосферою в першу чергу базуються на транзитах — коли планета проходить перед своєю зорею і блокує частину її світла. Порівнюючи глибину транзиту на різних довжинах хвиль, астрономи можуть ідентифікувати атоми та молекули в атмосфері планети.
JWST тепер дозволяє виявляти найменші відмінності в глибині транзиту, що становлять лише 0,01%. Однак така безпрецедентна точність також вимагає врахування ефектів, які раніше були приховані в шумі, наприклад, ефектів, спричинених зоряними плямами — більш холодними, темними ділянками на поверхні зорі. Зоряні плями можуть імітувати або затуляти атмосферні сигнали, тому дуже важливо розуміти їхній вплив і коригувати його.
Зоряні плями TOI-3884
TOI-3884 — це червоний карлик, розташований на відстані близько 140 світлових років. Він є господарем планети TOI-3884b, «супернептуна», радіус якої приблизно в шість разів перевищує радіус Землі. Примітно, що транзити TOI-3884b демонструють постійний сигнал перетину плям. Такі системи є надзвичайно рідкісними й надають цінну можливість одночасно вивчати як властивості зоряних плям, так і орбітальну геометрію системи.
Попередні дослідження дали суперечливі результати щодо ключових параметрів системи TOI-3884, таких як нахил зорі та швидкість обертання. Мета даного дослідження полягала у вирішенні цих розбіжностей за допомогою більш точних наземних спостережень.
Досліджуючи зорю TOI-3884 за допомогою інструментів на 2-метрових телескопах обсерваторії Лас-Кумбрес, астрономи могли спостерігати три транзити та успішно виявили чіткі сигнали перетину плям. Аналіз кривої світла показав, що зоряні плями приблизно на 200 К холодніші за поверхню зорі (3150 К) і покривають приблизно 15% видимого диска зорі. Крім того, три криві світла транзиту показують зміни у формі сигналу перетину плями. Оскільки ці зміни відбувалися протягом короткого проміжку часу, вони, швидше за все, спричинені обертанням зорі, а не еволюцією плями.
Геометрія зоряної системи TOI-3884
Щоб підтвердити це, команда провела фотометричний моніторинг за допомогою глобальної мережі 1-метрових телескопів LCO. З грудня 2024 року по березень 2025 року вони кілька разів на ніч вимірювали зміни яскравості зорі й виявили чіткі періодичні коливання. Це вперше дозволило встановити, що період обертання зорі становить 11,05 днів.
Виміряний період обертання узгоджувався зі зміщенням положення плям, виведеним зі спостережень транзиту, що дозволило команді отримати унікальне рішення для геометрії системи. Вони виявили, що вісь обертання зорі та вісь орбіти планети не збігаються приблизно на 62°, що свідчить про те, що TOI-3884 є сильно нахиленою планетною системою. Такі великі нахили зазвичай пов’язують із минулими гравітаційними взаємодіями з масивними планетами або зоряними супутниками, проте таких супутників не відомо, що робить цю систему особливо цікавою.
Майбутні дослідження атмосфери екзопланети та зоряних плям
TOI-3884b є однією з головних цілей для дослідження атмосфери за допомогою JWST та інших телескопів. Детальна характеристика її зоряних плям та орбітальної геометрії, отримана в результаті цього дослідження, буде мати вирішальне значення для правильної інтерпретації результатів спостережень атмосфери.
Крім того, отримані дані також дають нове розуміння магнітної активності зір. Великі полярні зоряні плями часто вважаються пов’язаними з сильними магнітними полями на швидко обертових зорях. Однак TOI-3884 не обертається особливо швидко, але все одно має гігантську полярну пляму. Це свідчить про те, що полярні плями можуть бути особливо поширеними серед червоних карликів. Окрім продовження детальних спостережень за TOI-3884, важливо також поглибити наше розуміння загальних властивостей зоряних плям.
За матеріалами phys.org
