Японські астрономи відкрили нову екзопланету TOI-3884b з аномальним нахилом орбіти

Міжнародна група астрономів під керівництвом дослідників з Астробіологічного центру в Токіо виявила унікальні, тривалі сигнали від зоряних плям у системі червоного карлика TOI-3884, що дали змогу надзвичайно точно вивчити магнітну активність зорі та геометрію орбіти її планети. Дослідження базувалося на спостереженнях транзитів, коли планета проходить перед диском зорі та частково перекриває темніші ділянки — так звані плями.

TOI-3884, розташована приблизно за 140 світлових років від Землі, має планету TOI-3884b — «супернептун» із радіусом у шість разів більшим за земний. Під час кожного транзиту вчені фіксували чіткий сигнал перетину плям, що є рідкісним явищем і дозволяє одночасно вивчати як властивості плям, так і структуру орбіти. Для спостережень команда використала багатоканальні прилади MuSCAT3 та MuSCAT4, встановлені на 2‑метрових телескопах обсерваторії Las Cum­bres. Між лютим і березнем 2024 року було зафіксовано три транзити з виразними сигналами перетину плям.

Схематичне зображення транзиту через пляму (вгорі) та відповідна крива світла (внизу). Коли планета проходить перед зірковою плямою, глибина транзиту стає меншою, що створює «виступ» на кривій світла. Джерело: Маюко Морі, Центр астробіології

Аналіз світлових кривих показав, що температура зоряних плям приблизно на 200 К нижча, ніж температура поверхні зорі (3150 К), а самі плями покривають близько 15% видимого диска. Зміни у формі сигналів протягом короткого часу свідчать, що вони спричинені обертанням зорі, а не еволюцією плям. Подальше фотометричне спостереження з грудня 2024 по березень 2025 року за допомогою 1‑метрових телескопів LCO дозволило визначити період обертання зорі — 11,05 дня.

Отримані дані дали змогу точно встановити геометрію системи: вісь обертання зорі нахилена до орбітальної площини планети приблизно на 62°. Такий великий нахил свідчить про можливі минулі гравітаційні взаємодії з масивними планетами або зорями-компаньйонами, хоча наразі жодного такого об’єкта у системі не виявлено. Це робить TOI-3884 однією з найцікавіших червоних карликових систем, відомих астрономам.

Дослідники зазначають, що ці результати матимуть вирішальне значення для подальших атмосферних спостережень за допомогою телескопа James Webb (JWST). Вони також відкривають нові перспективи у вивченні магнітної активності зір. Незважаючи на відносно повільне обертання, TOI-3884 має велику полярну пляму, що може свідчити про поширеність таких структур серед червоних карликів. Результати дослідження опубліковано 8 вересня 2025 року в журналі The Astro­nom­i­cal Jour­nal.