Гигантское звездное пятно и полярная орбита: как экзопланета раскрыла тайну своей звезды
Большинство экзопланет открывают, когда они транзитом проходят по диску своих родительских звезд. Однако новое исследование описывает обратный сценарий: гигантская планета, пересекая свою звезду, позволила обнаружить необычную особенность самой звезды — пятно, занимающее около 7% её поверхности и существующее как минимум семь лет.
На сегодня подтверждено существование почти 6 000 экзопланет — планет за пределами Солнечной системы. Хотя для их поиска используют разные методы, самым успешным остаётся транзитный метод. Он регистрирует незначительное снижение яркости звезды, когда планета оказывается между ней и телескопом. Благодаря этому методу открыто около 75% известных экзопланет.
Необычный сигнал обнаружился у планеты TOI-3884 b, относящейся к классу нептуноподобных миров массой в 33 Земли. При транзите своей звезды — маломассивного М-карлика TOI-3884 — планета создаёт в кривой блеска звезды «двухгорбый» провал. Впервые это зафиксировал космический телескоп NASA TESS. Асимметрия заинтриговала астрономов: в исследовании 2022 года они предположили, что звёздная поверхность неоднородна из-за гигантского пятна (подобного солнечным, но более масштабного).
Учёные из Гарварда и MIT, авторы новой работы, объединили данные TESS с компьютерным моделированием системы. Анализ показал: пятно радиусом 122 000 км покрывает 7% площади звезды. Для сравнения, крупнейшие солнечные пятна (160 000 км в диаметре) занимают всего 0,3% поверхности Солнца.
Более того, наблюдения обсерватории Zwicky Transient Facility в Калифорнии подтвердили, что пятно существует как минимум семь лет — намного дольше солнечных аналогов, живущих несколько месяцев. Как пояснил автор исследования Патрик Тамбуро, долгоживущие полярные пятна характерны для быстровращающихся звёзд.
Почему транзит получился «двухгорбым»?
В 2022 году выдвигали две гипотезы:
- Орбитальный период планеты кратен периоду вращения звезды.
- Планета проходит над полярным пятном, причём её орбита сильно наклонена.
Измерения вращения TOI-3884 (11 дней) и орбиты планеты (4.5 дня) исключили первую версию. Моделирование подтвердило вторую: TOI-3884 b движется почти перпендикулярно экватору звезды, а пятно расположено на широте 80°, медленно смещаясь вокруг полюса. Это объясняет асимметрию транзитов.
Причины наклонной орбиты:
Учёные предполагают, что либо гравитационное влияние другой планеты/звезды «сдвинуло» TOI-3884 b, либо протопланетный диск изначально был наклонён.
Исследование, доступное на arXiv, ещё не прошло рецензирование, но уже открывает новые горизонты в изучении звёздной магнетосферы и динамики экзопланет.
