Z tlačovej správy Subaru Telescope a National Astronomical Observatory of Japan:
Výskumný tím vedený astronómmi z Tokijskej univerzity a Národného astronomického observatória Japonska (NAOJ) zistil, že naklonené obežné dráhy môžu byť skôr typické pre exoplanetárne systémy - ako mimo našej slnečnej sústavy - skôr ako zriedkavé. Ich merania uhlov medzi osami rotácie hviezdy (hviezdna os rotácie) a obežnou dráhou planéty (planétová orbitálna os) exoplanet HAT-P-11b a XO-4b ukazujú, že obežná dráha týchto exoplanet je vysoko naklonená. Je to prvýkrát, čo vedci zmerali uhol pre malú planétu, ako je HAT-P-11 b. Nové zistenia poskytujú dôležité pozorovacie ukazovatele na testovanie rôznych teoretických modelov vývoja obežných dráh planetárnych systémov.
Od objavenia prvého exoplanetu v roku 1995 vedci identifikovali viac ako 500 exoplaniet, planét mimo našej slnečnej sústavy, z ktorých takmer všetky sú obrovské planéty. Väčšina z týchto obrovských exoplaniet obieha okolo svojich hostiteľských hviezd, na rozdiel od obrovských planét našej slnečnej sústavy, ako je Jupiter, ktoré obiehajú okolo Slnka z diaľky. Akceptované teórie naznačujú, že tieto obrovské planéty pôvodne vznikali z hojných materiálov tvoriacich planéty ďaleko od ich hostiteľských hviezd a potom sa sťahovali do svojich súčasných blízkych miest. Navrhli sa rôzne migračné procesy na vysvetlenie úzkych obrovských exoplanet.
Modely migrácie medzi diskami a planétami sa zameriavajú na interakcie medzi planétou a jej protoplanetárnym diskom, diskom, z ktorého pôvodne vznikla. Tieto interakcie medzi protoplanetárnym diskom a formujúcou sa planétou niekedy vedú k silám, ktoré spôsobujú, že planéta padne smerom k centrálnej hviezde. Tento model predpovedá, že os rotácie hviezdy a orbitálnej osi planéty budú navzájom zarovnané.
Modely migrácie medzi planétou a planétou sa zameriavajú na vzájomné rozptyly medzi obrovskými planétami. K migrácii môže dôjsť z rozptylu planét, keď sa pri vytváraní dvoch alebo viacerých veľkých planét v protoplanetárnom disku rozptýli viaceré planéty. Zatiaľ čo niektoré planéty sa rozptýlia zo systému, najvnútornejšia si môže vytvoriť poslednú obežnú dráhu veľmi blízko centrálnej hviezdy. Ďalší scenár interakcie planéta - planéta Kozai, migrácia Kozai, predpokladá, že dlhodobá gravitačná interakcia medzi vnútornou obrovskou planétou a iným nebeským objektom, ako je napríklad sprievodná hviezda alebo vonkajšia obří planéta, môže v priebehu času zmeniť obežnú dráhu planéty a priblížiť vnútornú planétu bližšie. na strednú hviezdu. Interakcie migrácie planéta-planéta, vrátane rozptylu planéty-planéty a Kozaiovej migrácie, by mohli viesť k naklonenej obežnej dráhe medzi planétou a hviezdnou osou.
Celkovo sa sklon orbitálnych osí blízkych planét vzhľadom na točivé osi hostiteľských hviezd javí ako veľmi dôležitý pozorovací základ na podporu alebo vyvracanie migračných modelov, na ktorých sa teórie orbitálneho vývojového centra nachádzajú. Výskumná skupina vedená astronómmi z Tokijskej univerzity a NAOJ sústredila svoje pozorovania Subaru Telescope na skúmanie týchto sklonov pre dva systémy známe ako planéty: HAT-P-11 a XO-4. Skupina zmerala Rossiterovho-McLaughlinovho (ďalej len „RM“) účinok systémov a našla dôkaz, že ich orbitálne osi sa nakláňajú relatívne k osi rotácie ich hostiteľských hviezd.
RM efekt sa týka zjavných nepravidelností v radiálnej rýchlosti alebo rýchlosti nebeského objektu v zornom poli pozorovateľa počas planétových tranzitov. Na rozdiel od spektrálnych čiar, ktoré sú vo všeobecnosti symetrické v mierkach radiálnej rýchlosti, sa tie, ktoré majú efekt RM, odchyľujú od asymetrického vzoru (pozri obrázok 1). Takáto zjavná zmena radiálnej rýchlosti počas tranzitu odhaľuje uhol premietaný do neba medzi hviezdnou osou otáčania a planétovou orbitálnou osou. Subaru Telescope sa zúčastnil predchádzajúcich objavov RM efektu, ktoré vedci doteraz skúmali pre približne tridsaťpäť exoplanetárnych systémov.
V januári 2010 použil výskumný tím vedený astronómami súčasného tímu z Tokijskej univerzity a Národného astronomického observatória Japonska Subaru Telescope na pozorovanie planétového systému XO-4, ktorý leží 960 svetelných rokov od Zeme v regióne Lynx. , Planéta systému je približne 1,3-krát väčšia ako Jupiter a má obežnú dráhu 4,13 dňa. Ich detekcia RM efektu ukázala, že orbitálna os planéty XO-4b sa nakláňa k osi rotácie hostiteľskej hviezdy. Efekt RM pre tento systém doteraz meral iba Subaru Telescope.
V máji a júli 2010 súčasný výskumný tím uskutočnil cielené pozorovania exoplanetárneho systému HAT-P-11, ktorý leží 130 svetelných rokov od Zeme smerom k konštelácii Cygnus. Planéta HAT-P-11 b veľkosti Neptún obieha svoju hostiteľskú hviezdu v nekruhovej (excentrickej) obežnej dráhe 4,89 dní a patrí medzi najmenšie exoplanety, aké boli kedy objavené. Až do tohto výskumu vedci zistili iba RM efekt pre veľké planéty. Detekcia efektu RM pre planéty menších rozmerov je náročná, pretože signál efektu RM je úmerný veľkosti planéty; čím menšia je tranzitná planéta, tým slabší je signál.
; Tím využil obrovskú silu zhromažďovania svetla zrkadla Subaru Telescope 8,2 m, ako aj presnosť svojho vysoko disperzného spektrografu. Ich pozorovania viedli nielen k prvému zisteniu efektu RM pre menší exoplanet s veľkosťou Neptúna, ale tiež poskytli dôkaz, že orbitálna os planéty sa na oblohe nakláňa k hviezdnej rotačnej osi približne 103 stupňov. Výskumná skupina v USA použila Keck Telescope a uskutočnila nezávislé pozorovania RM efektu toho istého systému v máji a auguste 2010; ich výsledky boli podobné výsledkom z pozorovaní tímu University of Tokyo / NAOJ z mája a júla 2010.
Pozorovania súčasného tímu týkajúce sa RM efektu pre planétové systémy HAT-P-11 a XO-4 ukázali, že majú planétové obežné dráhy vysoko naklonené k osi otáčania svojich hostiteľských hviezd. Najnovšie pozorovacie výsledky o týchto systémoch, vrátane tých, ktoré sa získali nezávisle od tu uvádzaných zistení, naznačujú, že také vysoko naklonené planétové obežné dráhy môžu vo vesmíre bežne existovať. Scenár migrácie planéta-planéta, či už spôsobený rozptýlením planéty-planéty alebo Kozaiho migráciou, by mohol byť dôvodom ich migrácie na súčasné miesta migrácia na planétu.
Meranie účinku RM pre jednotlivé systémy však nemôže rozhodujúcim spôsobom rozlišovať medzi scenármi migrácie. Štatistické analýzy môžu pomôcť vedcom určiť, ktorý proces migrácie, ak vôbec existuje, je zodpovedný za vysoko naklonené obežné dráhy obrovských planét. Pretože rôzne modely migrácie predpovedajú rôzne rozdelenie uhlu medzi hviezdnou osou a planétovou obežnou dráhou, umožňuje vývoj veľkej vzorky RM efektu vedcom podporovať najpravdepodobnejší migračný proces. Zahrnutie meraní RM efektu pre takú planétu malej veľkosti, ako je HAT-P-11 b vo vzorke, bude hrať dôležitú úlohu v diskusiách o scenároch migrácie na planéte.
Mnoho výskumných skupín plánuje pozorovať efekt RM pomocou ďalekohľadov po celom svete. Súčasný tím a Subaru Telescope budú zohrávať neoddeliteľnú úlohu pri budúcich vyšetrovaniach. Neustále pozorovanie tranzitných exoplanetárnych systémov prispeje k pochopeniu histórie vzniku a migrácie planetárnych systémov v blízkej budúcnosti.
