|
Детальная архитектура системы TOI-3884
|
|
|
|
Поскольку атмосферные наблюдения экзопланет становятся все более точными, как никогда важно правильно учитывать влияние звездных пятен на звезды-хозяева. Идеальная возможность для изучения звездных пятен возникает, когда транзитная планета проходит прямо через них — явление, известное как транзит через пятно.
|
|
|
|
Международная исследовательская группа, возглавляемая учеными из Астробиологического центра (Токио, Япония), объединила наземные наблюдения, чтобы выявить подробные свойства звездных пятен и геометрию орбиты планетной системы TOI-3884. Результаты исследования опубликованы в Astronomical Journal.
|
|
|
|
Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST) произвел революцию в изучении атмосфер экзопланет. Атмосферные наблюдения в основном основаны на транзитах — когда планета проходит перед своей звездой-хозяином и блокирует часть ее света. Сравнивая глубину прохождения на разных длинах волн, астрономы могут идентифицировать атомы и молекулы в атмосфере планеты.
|
|
|
|
JWST теперь позволяет обнаруживать незначительные различия в глубине прохождения, составляющие всего 0,01%. Однако эта беспрецедентная точность также требует учета эффектов, которые ранее были скрыты за шумом, например, вызванных звездными пятнами — более холодными и темными областями на поверхности звезды. Звездные пятна могут имитировать или затемнять атмосферные сигналы, что делает крайне важным понимание и корректировку их воздействия.
|
|
|
|
|
|
|
TOI-3884 - это красный карлик, расположенный на расстоянии около 140 световых лет от нас. Рядом с ним находится планета TOI-3884b, "супер-Нептун", радиус которой примерно в шесть раз превышает радиус Земли. Примечательно, что при прохождении TOI-3884b наблюдается постоянный сигнал о пересечении звездных пятен. Такие системы чрезвычайно редки и предоставляют ценную возможность одновременно изучать как свойства звездных пятен, так и геометрию орбиты системы.
|
|
|
|
Предыдущие исследования дали противоречивые результаты относительно ключевых параметров системы TOI-3884, таких как наклонение звезды и скорость вращения. Целью настоящего исследования было устранить эти расхождения с помощью более точных наземных наблюдений.
|
|
|
|
Чтобы запечатлеть прохождение точек, команда использовала многоцветные приборы MuSCAT3 и MuSCAT4, установленные на 2-метровых телескопах обсерватории Лас-Кумбрес (LCO). В период с февраля по март 2024 года они наблюдали три транзита и успешно обнаружили четкие сигналы о пересечении пятен. Цветовая зависимость сигнала предоставляет важную информацию о температуре звездных пятен.
|
|
|
|
Анализ кривой блеска показал, что звездные пятна примерно на 200 К холоднее поверхности звезды (3150 К) и покрывают примерно 15% видимого звездного диска. Кроме того, три кривые блеска при прохождении показывают изменения в форме сигнала, который пересекает пятно. Поскольку эти изменения произошли за короткий промежуток времени, они, скорее всего, вызваны вращением звезды, а не эволюцией пятна.
|
|
|
|
Чтобы подтвердить это, команда ученых провела кампанию фотометрического мониторинга с использованием глобальной сети 1-метровых телескопов LCO. С декабря 2024 по март 2025 года они измеряли изменения яркости звезды несколько раз за ночь и обнаружили явные периодические колебания. Это впервые показало, что период вращения звезды составляет 11,05 суток.
|
|
|
|
Измеренный период вращения соответствовал смещениям положения точек, полученным в результате наблюдений за прохождением, что позволило команде получить уникальное решение для геометрии системы. Они обнаружили, что ось вращения звезды и ось орбиты планеты смещены примерно на 62°, что указывает на то, что TOI-3884 является сильно наклоненной планетной системой. Такие большие наклоны обычно объясняются прошлыми гравитационными взаимодействиями с массивными планетами или звездами—компаньонами, однако о существовании таких спутников ничего не известно, что делает эту систему особенно интригующей.
|
|
|
|
TOI-3884b является одной из главных целей для изучения атмосферы с помощью JWST и других телескопов. Подробное описание звездных пятен и геометрии орбиты, полученное в ходе этого исследования, будет иметь решающее значение для правильной интерпретации результатов атмосферных наблюдений.
|
|
|
|
Более того, полученные данные также позволяют по-новому взглянуть на магнитную активность звезд. Считается, что крупные пятна на полярных звездах связаны с сильными магнитными полями быстро вращающихся звезд. Однако TOI-3884 вращается не особенно быстро, но все же на ней находится гигантское полярное пятно. Это говорит о том, что полярные пятна могут быть особенно распространены среди красных карликов. Помимо продолжения подробных наблюдений за TOI-3884, также будет важно углубить наше понимание общих свойств звездных пятен.
|
|
|
|
Источник
|
