Forskare upptäcker Gargantuan ’Pimple’ som har plågat en stjärna i minst 7 år
Mest exoplaneter upptäcks när de transiterar eller rör sig över sina förälderstjärnor. Men en ny studie beskriver det motsatta scenariot: När en gigantisk planet korsade sin värdstjärna, avslöjade särdragen i sin transitsignatur en ny upptäckt om själva stjärnan – i synnerhet en plats som upptar en enorm 7% av stjärnans yta och har varat i minst sju år.
Nästan 6 000 exoplaneter – Planeter bortom vårt solsystem – har hittills bekräftats. Även om många metoder har hjälpt till att samla denna trove, har den mest framgångsrika varit transitmetoden. Denna teknik, som har bidragit till att avslöja nästan 75% av kända exoplaneter, mäter den övergående, lilla minskningen i en stjärns ljusstyrka när en kretsande planet passerar längs siktlinjen mellan stjärnan och ett observerande teleskop.
De flesta transiteringssignaturer i en stjärns ljuskurva är liknande, vilket innefattar en enstegs droppe. Men planeten som beskrivs i den nya studien är ovanlig. Känd som TOI-3884 Bdet är en neptunliknande värld 33 gånger jordens massa. När du transiterar sin stjärna-den lilla M-Dwarf-stjärnan TOI-3884-skapar planeten en tvåbumpdroppe i stjärnans ljuskurva.
Dessa asymmetriska transiterade av NASA: s transiterande exoplanetundersökningssatellit (TESS), dessa asymmetriska transiterade astronomernas nyfikenhet. På en 2022 StudieDe resonerade att de konstiga transiterna innebar att stjärnans yta inte var enhetligt ljus, med den svagare lappen som eventuellt var en Starspot. (Starspots – som solfläckarmen på andra stjärnor än solen-är massor av trassliga magnetfältlinjer som är dimmer än den omgivande fotosfären.)
För att bestämma funktioner i denna Starspot drog den nya studiens författare-astrofysiker från Harvard University och MIT-både TESS-observationerna tillsammans med en beräkningsmodell av TOI-3884 (Starspot inkluderade) och dess planet. Deras analys avslöjade att platsen, med en radie på 76 000 mil (122 000 kilometer), upptar ”cirka 7% av stjärnans ytarea,” Tamburoen postdoktoral forskare vid Harvard University och den nya studiens första författare, berättade Live Science via e -post. Däremot täcker de största inspelade solfläckarna, som mäter 99 000 mil (160 000 km) bara på bara 0,3% av jordens sol.
Släkt: Solens botten blir synlig för människor för första gången i historien (foton)
TOI-3884: s Starspot skiljer sig också från solfläckar i sin livslängd. ”På solen varar de längst livliga platserna i några månader,” sade Tamburo. Men med hjälp av observationsdata som samlats in av den Zwicky övergående anläggningen i Kalifornien under tidigare år visade forskarna att TOI-3884: s ”Pimple” har funnits i minst sju år. Tamburo noterade att detta inte är förvånande, eftersom polära fläckar på snabbt roterande stjärnor har varit kända för att pågå i årtionden.
Men hur kunde en Starspot orsaka ett sådant märkligt mönster? Studien 2022 föreslog två möjligheter. Den ena är att TOI-3884: s dag-den tid som stjärnan tar för att rotera runt sin axel-är lika med (eller en multipel av) tiden TOI-3884 B tar för att kretsa i stjärnan en gång. Den andra möjligheten är att planeten banar över en av stjärnans poler, som är värd för en stor, långvarig, Starspot som är något utanför centrum.
Sådana fläckar ”har observerats på många olika typer av stjärnor”, inklusive m dvärgar som TOI-3884, Sa Tamburo. Det senare scenariot föreslog också att planetens bana var mycket lutad – kanske till och med vinkelrätt – jämfört med stjärnens ekvator. (Däremot alla solsystemets Planeter har banor lutade med mindre än 10 grader.)
För att undersöka det första scenariot uppskattade forskarna TOI-3884: s rotationsperiod. Med hjälp av observationer av TOI-3884 tagna från det Arizona-baserade Tierras Observatory 2024 och 2025 upptäckte forskarna att planeten roterade en gång var 11: e dag.
Uppgifterna visade också att TOI-3884 B överfördes var 4,5 dag, vilket tyder på att detta var planetens omloppsperiod. Detta innebar förhållandet mellan planetens omloppsperiod och stjärnans rotationsperiod var inte ett heltal, vilket uteslutit den första hypotesen.
För att testa den andra hypotesen förlitade forskarna sin beräkningsmodell och letade efter värden för olika parametrar som bäst skulle förklara observationerna. Den bäst passande förklaringen, fann de, är att TOI-3884 B-banor längs en nästan vinkelrätt väg runt sin stjärna, vars plats ligger på en latitud på 80 grader. Modelleringen antydde också att Starspot troligen piruettade runt stjärnstången, vilket gjorde den delvis eller helt synlig för jordbaserade tittare, vilket skulle förklara de små variationerna i TOI 3884-B: s transiter.
När det gäller TOI-3884 B: s vinkelräta väg, sa Tamburo att antingen en annan planet eller en stjärna sköt den från sin ursprungliga bana, eller skivan av material från vilket TOI-3884 B föddes i sig lutade relativt stjärnan.
De studerasom ännu inte har granskats peer-granskat, är tillgängligt som ett förtryck på ARXIV-servern.
