La plupart exoplanètes sont découverts au fur et à mesure qu’ils transitent ou passent à travers leurs étoiles parentales. Mais une nouvelle étude détaille le scénario opposé: à mesure qu’une planète géante traversait son étoile hôte, les particularités dans sa signature de transit ont révélé une nouvelle découverte sur l’étoile elle-même – en particulier, un endroit qui occupe un énorme 7% de la surface de l’étoile et a duré au moins sept ans.
Presque 6 000 exoplanètes – Des planètes au-delà de notre système solaire – ont été confirmées à ce jour. Bien que de nombreuses méthodes aient aidé à amasser ce trow, le plus réussi a été la méthode de transit. Cette technique, qui a contribué à révéler près de 75% des exoplanètes connues, mesure la diminution transitoire et minuscule de la luminosité d’une étoile lorsqu’une planète en orbite passe le long de la ligne de vue entre l’étoile et un télescope d’observation.
La plupart des signatures de transit dans la courbe de lumière d’une étoile sont similaires, comprenant une goutte en une seule étape. Mais la planète décrite dans la nouvelle étude est inhabituelle. Connu comme TOI-3884 Bc’est un monde de type Neptune 33 fois la masse de la Terre. Lors du transit de son étoile – la minuscule étoile M-Darf TOI-3884 – la planète crée une goutte à deux bombes dans la courbe de lumière de l’étoile.
Enregistré pour la première fois par le satellite d’enquête (TESS) en transit de la NASA, ces transits asymétriques transitent la curiosité des astronomes piqués. Dans un Étude 2022ils ont estimé que les transits étranges signifiaient que la surface de l’étoile n’était pas uniformément brillante, le patch plus faible étant éventuellement un starspot. (StarSpots – comme taches solairesmais sur des étoiles autres que le soleil – se trouvent des grappes de lignes de champ magnétique emmêlées qui sont plus faibles que la photosphère environnante.)
Pour déterminer les caractéristiques de ce starspot, les auteurs de la nouvelle étude – les astrophysiciens de l’Université de Harvard et du MIT – se sont appuyés à la fois sur les observations TESS ainsi qu’un modèle de calcul de TOI-3884 (étoiles d’art incluse) et sa planète. Leur analyse a révélé que le spot, avec un rayon de 76 000 miles (122 000 kilomètres), occupe « environ 7% de la surface de l’étoile », » Patrick Tamburoun chercheur postdoctoral à l’Université Harvard et le premier auteur de la nouvelle étude, a déclaré à Live Science par e-mail. En revanche, les plus grands taches solaires enregistrées, mesurant 99 000 miles (160 000 km) de diamètre, couvrent seulement 0,3% du soleil de la Terre.
Starspot de TOI-3884 diffère également des taches solaires au cours de sa durée de vie. « Sur le soleil, les endroits les plus longs durent quelques mois », a déclaré Tamburo. Mais en utilisant des données d’observation recueillies par l’installation transitoire de Zwicky en Californie les années précédentes, les chercheurs ont montré que le « bouton » de TOI-3884 existe depuis au moins sept ans. Tamburo a noté que cela n’est pas surprenant, cependant, car les taches polaires sur les étoiles en rotation rapide sont connues pour durer des décennies.
Mais comment un étoiles de mer pourrait-il provoquer un motif aussi particulier? L’étude 2022 a proposé deux possibilités. La première est que le jour de TOI-3884 – le temps que l’étoile prend pour tourner autour de son axe – est égal à (ou à un multiple) le temps que TOI-3884 B prend pour orbiter l’étoile une fois. La deuxième possibilité est que la planète orbite sur l’un des poteaux de l’étoile, qui héberge un grand Starspot de longue durée qui est légèrement décentré.
De tels spots « ont été observés sur de nombreux types d’étoiles différents », y compris les n nains comme TOI-3884, Tamburo a dit. Ce dernier scénario a également suggéré que l’orbite de la planète était très inclinée – peut-être même perpendiculaire – par rapport à l’équateur de l’étoile. (En revanche, tous les système solaire Les planètes ont des orbites inclinées de moins de 10 degrés.)
Pour étudier le premier scénario, les chercheurs ont estimé la période de rotation de TOI-3884. En utilisant des observations de TOI-3884 tirées de l’Observatoire Tierras basé en Arizona en 2024 et 2025, les chercheurs ont découvert que la planète tournait une fois tous les 11 jours.
Les données ont également montré que TOI-3884 B a transféré tous les 4,5 jours, ce qui suggère qu’il s’agissait de la période orbitale de la planète. Cela signifiait que le rapport de la période orbitale de la planète à la période de rotation de l’étoile n’était pas un nombre entier, excluant la première hypothèse.
Pour tester la deuxième hypothèse, les chercheurs se sont appuyés sur leur modèle de calcul, en recherchant des valeurs de divers paramètres qui expliqueraient le mieux les observations. L’explication la plus ajustée, ont-ils trouvé, est que TOI-3884 B orbite le long d’un chemin presque perpendiculaire autour de son étoile, dont la tache se trouve à une latitude de 80 degrés. La modélisation impliquait également que le starspot a probablement pirouet autour du poteau de l’étoile, le rendant partiellement ou entièrement visible pour les téléspectateurs à base de terre, ce qui expliquerait les légères variations des transits de TOI 3884-B.
Quant au chemin perpendiculaire de TOI-3884 B, Tamburo a déclaré qu’une autre planète ou une étoile l’a poussée de son orbite d’origine, ou le disque de matériel à partir duquel TOI-3884 B était né lui-même par rapport à l’étoile.
Le étudequi n’a pas encore été évalué par des pairs, est disponible en préimprimée sur le serveur ArXIV.
