مدار هذا الكوكب الغريب خارج المجموعة الشمسية مائل بشدة ولا يعرف علماء الفلك السبب

كشفت دراسة جديدة لنظام القزم الأحمر TOI-3884 عن إشارات عبور نقطية نادرة ومستمرة تكشف عن معلومات مفصلة بشكل غير عادي حول النشاط المغناطيسي للنجم والهندسة المدارية للكوكب.

مع تحقيق علماء الفلك لقياسات دقيقة بشكل متزايد كوكب خارجي الغلاف الجوي، أصبح تفسير تأثير البقع النجمية على النجوم المضيفة لها أمرًا ضروريًا. واحدة من أفضل الفرص لدراسة هذه المناطق المظلمة والباردة تنشأ عندما يتحرك كوكب عبر وجه نجمه ويمر مباشرة فوق بقعة ما، وهو حدث يعرف باسم عبور البقعة.

استخدم فريق من الباحثين من بلدان متعددة، بقيادة علماء في مركز الأحياء الفلكية (طوكيو، اليابان)، سلسلة من الملاحظات الأرضية للكشف عن خصائص البقع النجمية والتخطيط المداري لنظام TOI-3884.

ناسا‘s تلسكوب جيمس ويب الفضائي لقد غيَّر تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) الطريقة التي يدرس بها العلماء الأغلفة الجوية للكواكب الخارجية. تعتمد معظم دراسات الغلاف الجوي على العبور، وهي اللحظات التي يتحرك فيها الكوكب أمام نجمه ويحجب جزءًا من ضوءه. ومن خلال فحص مقدار الضوء المحجوب عند أطوال موجية مختلفة، يمكن للباحثين تحديد الذرات والجزيئات التي تحيط بالكوكب.

تلسكوب جيمس ويب الفضائي قادر على قياس اختلافات صغيرة جدًا في عمق العبور، تصل إلى حوالي 0.01%. ومع ذلك، فإن هذا المستوى من التفاصيل يعني أيضًا أن الميزات التي كانت مدفونة في الضوضاء يجب الآن دراستها بعناية. يمكن للبقع النجمية، التي تظهر على شكل بقع داكنة وأكثر برودة على الأسطح النجمية، تقليد أو إخفاء الإشارات الجوية الحقيقية، مما يجعل من الضروري فهم كيفية تأثيرها على عمليات الرصد.

نظام TOI-3884 غير العادي

TOI-3884، وهو قزم أحمر يقع على بعد 140 سنة ضوئية تقريبًا من الأرض، يستضيف كوكبًا يسمى TOI-3884b، وهو “نبتون فائق” يبلغ نصف قطره حوالي ستة أضعاف نصف قطر الأرض. تُظهِر عمليات عبور الكوكب بشكل متكرر ميزة التقاطع الواضح. تعتبر مثل هذه الأحداث التي يمكن اكتشافها باستمرار غير عادية وتوفر فرصة نادرة للتحقيق في طبيعة البقع النجمية والبنية المدارية للنظام في نفس الوقت.

اختلفت التحليلات السابقة (Almenara et al. 2022; Libby-Roberts et al. 2023) حول العديد من الخصائص المهمة لنظام TOI-3884، بما في ذلك معدل دوران النجم وميله. شرعت الدراسة الجديدة في توضيح هذه الاختلافات باستخدام بيانات أرضية عالية الجودة.

لالتقاط نقاط العبور، استخدم الفريق أدوات MuSCAT3 وMuSCAT4 متعددة الألوان المثبتة على تلسكوبات مرصد Las Cumbres (LCO) بطول مترين. وفي الفترة بين فبراير ومارس 2024، لاحظوا ثلاث عمليات عبور ونجحوا في اكتشاف إشارات عبور واضحة. يوفر الاعتماد على لون الإشارة معلومات مهمة حول درجة حرارة البقع النجمية.

كشف تحليل منحنى الضوء أن البقع النجمية أكثر برودة بحوالي 200 كلفن من السطح النجمي (3150 كلفن) وتغطي حوالي 15% من القرص النجمي المرئي. كما تظهر منحنيات ضوء العبور الثلاثة تغيرات في شكل إشارة التقاطع البقعي. ونظرًا لأن هذه الاختلافات حدثت خلال فترة زمنية قصيرة، فمن المرجح أنها ناجمة عن دوران النجوم وليس عن التطور البقعي.

قياس دوران النجم

ولتأكيد ذلك، أجرى الفريق حملة رصد ضوئي باستخدام الشبكة العالمية لتلسكوبات LCO ذات قطر 1 متر. ومن ديسمبر 2024 إلى مارس 2025، قاموا بقياس تغيرات سطوع النجم عدة مرات في الليلة الواحدة واكتشفوا تقلبات دورية واضحة. وكشف هذا لأول مرة أن فترة دوران النجم تبلغ 11.05 يوما.

وكانت فترة الدوران المقاسة متسقة مع تحولات الموضع الموضعي المستنتجة من ملاحظات العبور، مما مكن الفريق من الحصول على حل فريد لهندسة النظام. ووجدوا أن محور الدوران النجمي والمحور المداري للكوكب منحرفان بنحو 62 درجة، مما يكشف أن TOI-3884 هو نظام كوكبي شديد الميل. عادةً ما تُعزى هذه الميلات الكبيرة إلى تفاعلات الجاذبية السابقة مع الكواكب الضخمة أو رفاق النجوم، ومع ذلك لا يُعرف وجود مثل هذا الرفاق، مما يجعل هذا النظام مثيرًا للاهتمام بشكل خاص.

الآثار المترتبة على دراسات الغلاف الجوي والمغناطيسية النجمية

يعد TOI-3884b أحد الأهداف الرئيسية لدراسات الغلاف الجوي باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي والتلسكوبات الأخرى. سيكون التوصيف التفصيلي للبقع النجمية والهندسة المدارية من هذه الدراسة أمرًا بالغ الأهمية لتفسير نتائج ملاحظات الغلاف الجوي بشكل صحيح.

علاوة على ذلك، توفر النتائج أيضًا رؤى جديدة حول النشاط المغناطيسي النجمي. غالبًا ما يُعتقد أن البقع النجمية القطبية الكبيرة مرتبطة بمجالات مغناطيسية قوية على النجوم التي تدور بسرعة. ومع ذلك، فإن TOI-3884 لا يدور بسرعة كبيرة، ومع ذلك فهو لا يزال يستضيف بقعة قطبية عملاقة. يشير هذا إلى أن البقع القطبية قد تكون شائعة بشكل خاص بين الأقزام الحمراء. بالإضافة إلى مواصلة الملاحظات التفصيلية لـ TOI-3884، سيكون من المهم أيضًا تعميق فهمنا للخصائص العامة للبقع النجمية.

المرجع: “قياس ضوئي متعدد النقاط لنظام التقاطع البقعي toi-3884: هندسة النظام المكرر وخصائص البقعة” بقلم مايوكو موري وأكيهيكو فوكوي وتيرويوكي هيرانو ونوريو ناريتا وجون نا. ليفينغستون، كارين بركاوي، خليوي، كارين ليفينغستون، خليوي، خليوي، خليوي، خليوي، خليوي، كارين ليفينغ، دي ليون، كايبوتا، يوغو كاواي، ريتشارد بي شوارتز، آفي سبورر وجريجور سردوك، 8 سبتمبر 2025، المجلة الفلكية.
دوى: 10.3847/1538-3881/ade2df

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل, يكتشف، و أخبار.