Cuando un exoplaneta pasa frente a su estrella, irregularidades en la curva de luz pueden delatar la presencia de regiones oscuras en la superficie estelar, proporcionando pistas sobre la actividad magnética y la rotación. Estos fenómenos, aunque raros, permiten a los astrónomos estudiar detalles sobre sistemas planetarios lejanos.
Un equipo internacional ha centrado sus trabajos en el sistema TOI-3884, una enana roja situada a aproximadamente 140 años-luz de la Tierra. Sus investigaciones, publicadas en
The Astronomical Journal, destacan las manchas estelares observadas durante los tránsitos del planeta TOI-3884b, una superneptuno.
Impresión artística del sistema TOI-3884: la superneptuno TOI-3884b pasando frente a la estrella enana roja TOI-3884, que posee una gran mancha estelar. (utilizando herramientas de IA generativa y retoque de imagen).
Crédito: Mayuko Mori, Astrobiology Center Para capturar estos eventos, los científicos utilizaron los instrumentos MuSCAT3 y MuSCAT4 instalados en los telescopios de 2 metros del Observatorio Las Cumbres. Entre febrero y marzo de 2024, se observaron tres tránsitos, con señales claras de paso sobre manchas detectadas en diferentes bandas de longitud de onda. El análisis de las curvas de luz mostró que las manchas son aproximadamente 200 kelvins más frías que la superficie estelar a 3150 K y cubren cerca del 15 % del disco visible, aportando datos importantes sobre su naturaleza.
Las variaciones en la forma de las señales en un corto período indican que la rotación de la estrella es la causa principal, más que una transformación de las manchas. Para verificar esto, se realizó una campaña de observación con la red global de telescopios de 1 metro del Observatorio Las Cumbres. De diciembre de 2024 a marzo de 2025, mediciones regulares del brillo mostraron fluctuaciones periódicas, estableciendo por primera vez que el período de rotación de TOI-3884 es de 11,05 días, lo que coincide con los desplazamientos de las manchas.
La coherencia entre el período de rotación y las posiciones de las manchas permitió comprender la geometría del sistema, revelando una desalineación de aproximadamente 62 grados entre el eje de rotación estelar y el eje orbital del planeta. Esta marcada inclinación, a menudo relacionada con interacciones gravitacionales pasadas, hace que TOI-3884 sea particularmente interesante, ya que no se ha detectado ningún compañero masivo. Tales desalineaciones pueden afectar la interpretación de los datos atmosféricos y la comprensión de la formación planetaria.
Curvas de luz (abajo) de tres tránsitos con cruce de manchas de TOI-3884b observados con MuSCAT3 y MuSCAT4, con modelos (arriba) mostrando las posiciones relativas del planeta y la mancha estelar durante cada evento. De izquierda a derecha, los paneles corresponden a tres épocas de tránsito diferentes. Los cuatro colores representan observaciones en cuatro bandas de longitud de onda (g, r, i, z).
Crédito: Mayuko Mori, Astrobiology Center Estos resultados tienen consecuencias directas para los estudios atmosféricos con instrumentos como el Telescopio Espacial James Webb (JWST). La caracterización precisa de las manchas y de la órbita ayudará a prevenir errores en el análisis de las atmósferas exoplanetarias. Además, la presencia de una gran mancha polar en una estrella de rotación moderada sugiere que estas estructuras podrían ser comunes en las enanas rojas, ofreciendo posibilidades para investigaciones futuras sobre la actividad magnética estelar.
El estudio de TOI-3884 muestra cómo las observaciones de tránsitos pueden proporcionar detalles sobre las manchas estelares y las alineaciones. En el futuro, métodos comparables podrían aplicarse a otros sistemas, permitiendo una comprensión más amplia de la diversidad planetaria y los procesos estelares.
Fuente: The Astronomical Journal