Массивная экзопланета помогла обнаружить гигантское полярное пятно на звезде

Астрономы при помощи космического телескопа TESS нашли новую крупную экзопланету у маломассивной звезды, что плохо вписывается в теоретические модели, описывающие планетные системы. Открытие замечательно еще и тем, что родительская звезда обладает гигантскими полярными пятнами, связанными с сильными магнитными полями. Препринт доступен на сайте arXiv.org.

За последние 30 лет при помощи метода транзитной фотометрии было обнаружено более 3,5 тысячи экзопланет. Метод состоит в регистрации периодических небольших падений блеска звезды при прохождении по ее диску (транзит) планеты. Чем больше выборка из найденных планет, тем больше статистических закономерностей обнаруживают ученые. Например, известно, что тела крупнее Нептуна (радиусом более 3,5 радиуса Земли) редко встречаются вокруг звезд поздних типов (с радиусом менее 0,35 радиуса Солнца), что вписывается в теоретические модели, хотя есть исключения.

Группа астрономов во главе с Хосе Альменара (José Almenara) из Университета Гренобль-Альпы сообщила об обнаружении новой крупной экзопланеты вокруг красного карлика TOI-3884. Первоначально ее отыскал космический телескоп TESS при помощи транзитного метода, для подтверждения использовались фотометрические данные с телескопов ExTrA и LCOGT и данные по динамике лучевой скорости звезды, полученные спектрографом ESPRESSO.

Родительская звезда планеты относится к спектральному классу М4, обладает массой 0,281 массы Солнца и радиусом 0,304 радиуса Солнца. Вокруг нее, с периодом 4,5 земных суток обращается планета TOI-3884b с радиусом 6 радиусов Земли и массой 16,5 массы Земли. Это дает значение объемной средней плотности планеты 0,365 граммов на кубический сантиметр, то есть планета занимает промежуточное положение между газовыми гигантами и телами типа Нептуна. Эффективная температура планеты TOI-3884b составляет 463 кельвина.

Важной особенностью этого открытия стала интерпретация необычной формы кривой блеска звезды в момент транзита планеты. Обычно это симметричный провал, однако в случае TOI-3884b кривая ассиметрична, обладает небольшим пиком и меняется при наблюдениях на разных длинах волн.

Ученые пришли к выводу, что подобную картину можно объяснить тем, что звезда TOI-3884 обладает гигантскими пятнами в районе полюсов, которые связаны с сильными и долгоживущими полоидальными магнитными полями звезды и холоднее, чем окружающая их фотосфера, на 187 кельвинов. Земной наблюдатель видит лишь одно из пятен из-за наклона звезды, которое занимает около 17 процентов видимой поверхности светила.

Ранее мы рассказывали о том, как TESS помог ученым найти редкую массивную магнитную звезду.