Учёные раскрыли детальную архитектуру системы TOI-3884 благодаря пятнам на звезде

Художественное представление системы TOI-3884: супернептун TOI-3884b проходит перед красным карликом TOI-3884 с крупным звездным пятном (сгенерировано ИИ и обработано в графических редакторах). Автор: Маюко Мори, Центр астробиологии

Международная команда исследователей под руководством учёных из Центра астробиологии (Токио, Япония) объединила наземные наблюдения, чтобы раскрыть детальные свойства звездных пятен и орбитальной геометрии планетной системы TOI-3884. Исследование опубликовано в The Astronomical Journal.

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) революционизировал изучение атмосфер экзопланет. Однако беспрецедентная точность измерений теперь требует учёта эффектов, которые ранее скрывались в шумах, включая влияние звездных пятен — более холодных и тёмных областей на поверхности звезды.

TOI-3884 — красный карлик в 140 световых годах от нас, имеющая планету TOI-3884b («супернептун» радиусом в шесть раз больше земного). Уникальность системы в устойчивом сигнале пересечения планетой звездных пятен во время транзитов — крайне редкое явление.

Кривые блеска (снизу) трёх транзитов TOI-3884b с пересечением пятен, зафиксированные инструментами MuSCAT3 и MuSCAT4, вместе с моделями (сверху), показывающими относительные позиции планеты и пятен. Автор: Маюко Мори, Центр астробиологии

Команда использовала мультицветные инструменты MuSCAT3 и MuSCAT4 на 2-метровых телескопах обсерватории Лас-Кумбрес. В феврале-марте 2024 года они зафиксировали три транзита с чёткими сигналами пересечения пятен. Анализ показал, что пятна примерно на 200 K холоднее поверхности звезды (3150 K) и покрывают около 15% видимого диска.

Фотометрический мониторинг с помощью глобальной сети 1-метровых телескопов LCO в декабре 2024 — марте 2025 года выявил периодические колебания яркости и впервые определил период вращения звезды — 11,05 дней.

Совместив данные, учёные установили, что ось вращения звезды и орбитальная ось планеты расходятся примерно на 62°, что указывает на высокий наклон системы. Такие большие углы обычно объясняются прошлыми гравитационными взаимодействиями с массивными планетами или звёздными компаньонами, но в данном случае их не обнаружено, что делает систему особенно интригующей.

TOI-3884b — один из главных кандидатов для изучения атмосферы с помощью JWST. Детальная характеристика её пятен и геометрии системы будет критически важна для корректной интерпретации будущих наблюдений.

Открытие также даёт новое понимание магнитной активности звёзд: гигантское полярное пятно на TOI-3884 существует несмотря на умеренную скорость вращения, что предполагает, что полярные пятна могут быть особенно распространены у красных карликов.

Подробнее: Mayuko Mori et al, Multiband, Multiepoch Photometry of the Spot-crossing System TOI-3884: Refined System Geometry and Spot Properties, The Astronomical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-3881/ade2df