Subaru teleskoobi ja Jaapani riikliku astronoomilise vaatluskeskuse pressiteatest:
Tokyo ülikooli ja Jaapani Riikliku Astronoomilise Vaatluskeskuse (NAOJ) astronoomide juhitud uurimisrühm on avastanud, et kaldu orbiidid võivad olla eksoplanetaarsete süsteemide jaoks tüüpilised, mitte haruldased - need, mis asuvad väljaspool meie päikesesüsteemi. Tähtede pöörlemistelgede (tähe pöörlemistelg) ja eksoplaneetide HAT-P-11b ja XO-4b telje orbiidi (planeetide orbitaaltelje) nurkade mõõtmised näitavad, et nende eksoplaneetide orbiidid on tugevalt kallutatud. See on esimene kord, kui teadlased on mõõtnud nurka väikese planeedi, näiteks HAT-P-11 b suhtes. Uued leiud pakuvad olulisi vaatlusnäitajaid, et katsetada erinevaid teoreetilisi mudeleid selle kohta, kuidas on arenenud planeedisüsteemide orbiidid.
Alates esimese eksoplaneedi avastamisest 1995. aastal on teadlased tuvastanud enam kui 500 eksoplaneeti, meie päikesesüsteemist väljaspool asuvaid planeete, millest peaaegu kõik on hiiglaslikud planeedid. Enamik neist hiiglaslikest eksoplaneetidest tiirleb tihedalt ümber nende peremehe tähed, erinevalt meie Päikesesüsteemi hiiglaslikest planeetidest, nagu Jupiter, mis tiirlevad Päikesest eemalt. Aktsepteeritud teooriad pakuvad, et need hiiglaslikud planeedid moodustati algselt rikkalikest planeeti moodustavatest materjalidest, mis olid kaugel nende peremeestähtedest, ja rändasid seejärel nende praegustesse lähedastesse asukohtadesse. Lähedaste hiiglaslike eksoplaneetide selgitamiseks on pakutud erinevaid rändeprotsesse.
Rände ketta-planeedi interaktsioonimudelid keskenduvad planeedi ja selle protoplanetaarse ketta, ketta, millest see algselt moodustus, vastasmõjudele. Mõnikord põhjustavad sellised protoplaneetilise ketta ja moodustava planeedi vahelised interaktsioonid jõud, mis panevad planeedi langema kesetähe poole. See mudel ennustab, et tähe pöörlemistelg ja planeedi orbitaaltelg on üksteisega kooskõlas.
Planeedi ja planeedi vahelised rändemudelid on keskendunud hiiglaslike planeetide vastastikusele hajumisele. Ränne võib toimuda planeetide hajutamisest, kui protoplaneetilise ketta sees kahe või enama hiiglasliku planeedi loomisel hajub mitu planeeti. Kuigi mõned planeedid hajuvad süsteemist, võib sisemine planeet asuda lõpliku orbiidi kesktähe lähedale. Teine planeedi ja planeedi koostoime stsenaarium, Kozai ränne, postuleerib, et sisemise hiiglasliku planeedi ja teise taevaobjekti, näiteks kaastähe või välise hiidplaneedi vaheline pikaajaline gravitatsiooniline interaktsioon võib aja jooksul muuta planeedi orbiiti, liigutades siseplaneedi lähemale kesktähe juurde. Planeedi ja planeedi rände interaktsioonid, sealhulgas planeedi ja planeedi hajutamine ja Kozai ränne, võivad tekitada planeedi ja tähttelje vahel kaldu orbiidi.
Üldiselt on lähestikku asuvate planeetide orbitaaltelgede kalle peremeestähtede pöörlevate telgede suhtes väga oluline vaatlusalus migratsioonimudelite toetamiseks või ümberlükkamiseks, millele orbitaalide evolutsiooniteooriad keskenduvad. Tokyo ülikooli ja NAOJ-i astronoomide juhitud uurimisrühm keskendus Subaru teleskoobiga oma tähelepanekutele kahe kaldega süsteemi uurimisel, millel teadaolevalt on planeedid: HAT-P-11 ja XO-4. Rühm mõõtis süsteemide Rossiter-McLaughlini (edaspidi RM) mõju ja leidis tõendeid, et nende orbitaalteljed kalduvad võrreldes nende hosttähtede pöördetelgedega.
RM-efekt viitab ilmsetele ebakorrapärasustele taevaobjekti kiiruse või kiiruse osas vaatleja vaateväljas planeedi transiidi ajal. Erinevalt spektraaljoontest, mis radiaalse kiiruse mõõtmisel on üldiselt sümmeetrilised, kalduvad RM-efektiga asümmeetrilisse mustrisse (vt joonis 1). Selline radiaalse kiiruse näiline varieerumine transiidi ajal näitab taeva poolt projitseeritud nurga tähekere pöörlemistelje ja planeetide orbitaaltelje vahel. Subaru teleskoop on osalenud varasemates RM-efekti avastustes, mida teadlased on seni uurinud umbes kolmekümne viie eksoplaneetilise süsteemi jaoks.
Jaanuaris 2010 kasutas uurimisrühm, mida juhtisid praegused meeskonna astronoomid Tokyo ülikoolist ja Jaapani Riiklikust Astronoomilisest Vaatluskeskusest, Subaru teleskoobiga, et jälgida planeedisüsteemi XO-4, mis asub Lynxi piirkonnas 960 valgusaasta kaugusel Maast. . Süsteemi planeet on umbes 1,3 korda massiivsem kui Jupiter ja selle ümmargune orbiit on 4,13 päeva. Nende RM-efekti tuvastamine näitas, et planeedi XO-4b orbitaaltelg kaldub vastuvõtva tähe pöördetelje suunas. Selle süsteemi RM-efekti on seni mõõtnud ainult Subaru teleskoop.
2010. aasta mais ja juulis viis praegune uurimisrühm läbi HAT-P-11 eksoplaneetide süsteemi, mis asub Maast 130 valgusaasta kaugusel Cygnuse tähtkuju suunas, sihtotsinguid. Neptuuni suurune planeet HAT-P-11 b tiirleb oma peremehe tähe ringikujulisel (ekstsentrilisel) orbiidil 4,89 päeva ja on kõigi aegade väikseimate eksoplaneetide seas. Kuni selle uurimiseni olid teadlased RM-efekti tuvastanud ainult hiiglaslikele planeetidele. RM-efekti tuvastamine väiksema suurusega planeetide jaoks on keeruline, kuna RM-efekti signaal on võrdeline planeedi suurusega; mida väiksem on läbitav planeet, seda nõrgem on signaal.
; Meeskond kasutas ära Subaru teleskoobi 8,2m peegli tohutut valgust koguvat jõudu ja selle kõrgdispersiooni spektrograafi täpsust. Nende tähelepanekud mitte ainult ei võimaldanud sellel RM-efekti esmakordselt tuvastada Neptuuni suuruses eksoplaneedil, vaid ka tõendusmaterjali, et planeedi orbitaaltelg kaldub tähekere telje suhtes taevas umbes 103 kraadi. USA uurimisrühm kasutas Kecki teleskoopi ja tegi 2010. aasta mais ja augustis sõltumatuid tähelepanekuid sama süsteemi RM mõju kohta; nende tulemused olid sarnased Tokyo ülikooli / NAOJ meeskonna 2010. aasta mai ja juuli vaatlustega.
Meeskonna praegused tähelepanekud RM-i mõju kohta planetaarsüsteemidele HAT-P-11 ja XO-4 on näidanud, et neil on planeedi orbiidid, mis on oma vastuvõtvate tähtede pöördetelje suhtes tugevalt kallutatud. Viimased vaatlustulemused nende süsteemide kohta, sealhulgas need, mis on saadud sõltumatult siin teatatud avastustest, viitavad sellele, et sellised kõrge kaldega planeetide orbiidid võivad universumis tavaliselt esineda. Planeedi-planeedi rändestsenaariumi põhjuseks võib olla planeedi-ketta hajumine või Kozai ränne, mitte aga planeedi ketta stsenaariumi korral.
Üksikute süsteemide RM-i mõju mõõtmine ei saa siiski rändestsenaariumide vahel vahet teha. Statistiline analüüs võib aidata teadlastel kindlaks teha, milline migratsiooniprotsess põhjustab hiiglaslike planeetide kõrge kaldega orbiite. Kuna erinevad migratsioonimudelid ennustavad tähetelje ja planeedi orbiidi vahelise nurga erinevat jaotust, võimaldab RM-efekti suure valimi väljatöötamine teadlastel toetada kõige usutavat migratsiooniprotsessi. Sellise väikese suurusega planeedi nagu HAT-P-11 b RM-i mõõtmise lisamine valimisse mängib olulist rolli planeetide rändestsenaariumite aruteludes.
Paljud uurimisrühmad plaanivad kogu maailmas teleskoopidega jälgida RM-efekti. Praegune meeskond ja Subaru teleskoop mängivad tulevastes uuringutes olulist rolli. Planeedisüsteemide transiidi pidevad vaatlused aitavad lähitulevikus paremini mõista planeedisüsteemide kujunemise ja rände ajalugu.
