No Subaru teleskopa un Japānas Nacionālās astronomiskās observatorijas paziņojuma presei:
Pētnieku grupa, kuru vada Tokijas Universitātes un Japānas Nacionālās astronomiskās observatorijas (NAOJ) astronomi, ir atklājusi, ka slīpās orbītas var būt raksturīgas nevis retas eksoplanetārajām sistēmām - tām, kas atrodas ārpus mūsu Saules sistēmas. Viņu veiktie leņķu mērījumi starp zvaigznes rotācijas asīm (zvaigžņu rotācijas ass) un eksoplanetu HAT-P-11b un XO-4b planētas orbītu (planētas orbitāles ass) parāda, ka šo eksoplanetu orbītas ir ļoti slīpas. Šī ir pirmā reize, kad zinātnieki izmēra leņķi mazai planētai, piemēram, HAT-P-11 b. Jaunie atklājumi sniedz svarīgus novērošanas rādītājus, lai pārbaudītu dažādus teorētiskos modeļus par to, kā ir attīstījušās planētu sistēmu orbītas.
Kopš pirmās eksoplanetes atklāšanas 1995. gadā zinātnieki ir identificējuši vairāk nekā 500 eksoplanetu - planētas ārpus mūsu Saules sistēmas, gandrīz visas no tām ir milzu planētas. Lielākā daļa no šīm milzu eksoplanetām cieši riņķo ap savām saimnieka zvaigznēm, atšķirībā no mūsu Saules sistēmas milzu planētām, piemēram, Jupiteram, kas no attāluma riņķo ap Sauli. Pieņemtās teorijas ierosina, ka šīs milzu planētas sākotnēji tika veidotas no bagātīgiem planētu veidojošiem materiāliem tālu no viņu saimnieka zvaigznēm un pēc tam migrēja uz pašreizējām tuvajām vietām. Tuvumā esošo milzu eksoplanētu skaidrošanai ir ierosināti dažādi migrācijas procesi.
Migrācijas disku un planētu mijiedarbības modeļi koncentrējas uz mijiedarbību starp planētu un tās protoplanetāro disku, disku, no kura tā sākotnēji izveidojās. Dažreiz šīs protoplanetārā diska un veidojošās planētas mijiedarbība rada spēkus, kas liek planētai kristies pret centrālo zvaigzni. Šis modelis paredz, ka zvaigznes spin ass un planētas orbītas ass būs savstarpēji saskaņotas.
Planētas un planētas migrācijas mijiedarbības modeļi ir vērsti uz savstarpēju izkliedi milzu planētu starpā. Migrācija var notikt no planētas izkliedes, kad vairākas planētas izkliedējas, veidojot divas vai vairākas milzu planētas protoplanētu diskā. Kamēr dažas planētas izkliedē sistēmu, visdziļākā var izveidot galīgo orbītu ļoti tuvu centrālajai zvaigznei. Cits planētas un planētas mijiedarbības scenārijs, Kozai migrācija, postulē, ka ilgtermiņa gravitācijas mijiedarbība starp iekšējo milzu planētu un citu debess objektu, piemēram, zvaigzni pavadoni vai ārējo milzu planētu, laika gaitā var mainīt planētas orbītu, tuvinot iekšējo planētu. uz centrālo zvaigzni. Planētas un planētas migrācijas mijiedarbība, ieskaitot planētas un planētas izkliedi un Kozai migrāciju, varētu radīt slīpu orbītu starp planētu un zvaigžņu asi.
Kopumā tuvojošos planētu orbitālo asu slīpums attiecībā pret saimniekazvaigžņu spin asīm parādās kā ļoti svarīgs novērošanas pamats, lai atbalstītu vai atspēkotu migrācijas modeļus, uz kuriem balstās orbītas evolūcijas teorijas. Pētniecības grupa, kuru vadīja Tokijas universitātes un NAOJ astronomi, savus novērojumus ar Subaru teleskopu koncentrēja, lai izpētītu šīs tendences divām sistēmām, kurām ir zināmas planētas: HAT-P-11 un XO-4. Grupa izmērīja sistēmu Rossiter-McLaughlin (turpmāk tekstā - RM) efektu un atrada pierādījumus, ka to orbitāles asis slīpi attiecībā pret to saimniekzvaigžņu spin asīm.
RM efekts attiecas uz acīmredzamiem debess objekta radiālā ātruma vai ātruma pārkāpumiem novērotāja redzes līnijā planētas tranzīta laikā. Atšķirībā no spektrālajām līnijām, kuras parasti ir simetriskas radiālā ātruma mērījumos, tās, kurām ir RM efekts, novirzās asimetriskā shēmā (sk. 1. attēlu). Šādas acīmredzamas radiālā ātruma izmaiņas tranzīta laikā atklāj debesīs projicētu leņķi starp zvaigžņu spin asi un planētas orbītas asi. Subaru teleskops ir piedalījies iepriekšējos RM efektu atklājumos, kurus zinātnieki līdz šim ir izpētījuši apmēram trīsdesmit piecām eksoplanetārajām sistēmām.
2010. gada janvārī pētījumu grupa, ko vadīja pašreizējie komandas astronomi no Tokijas Universitātes un Japānas Nacionālās astronomiskās observatorijas, izmantoja Subaru teleskopu, lai novērotu planētu sistēmu XO-4, kas atrodas 960 gaismas gadu attālumā no Zemes Lynx reģionā . Sistēmas planēta ir aptuveni 1,3 reizes masīvāka nekā Jupiters, un tās apļveida orbīta ir 4,13 dienas. Viņu noteiktais RM efekts parādīja, ka planētas XO-4 b orbitālais ass ir slīps uz saimniekzvaigznes griešanās asi. RM efektu šai sistēmai līdz šim ir izmērījis tikai Subaru teleskops.
2010. gada maijā un jūlijā pašreizējā pētniecības grupa veica mērķtiecīgus HAT-P-11 eksoplanētu sistēmas novērojumus, kas atrodas 130 gaismas gadu attālumā no Zemes virzienā uz zvaigznāju Cygnus. Neptūna lieluma planēta HAT-P-11 b riņķo ar savu galveno zvaigzni apļveida (ekscentriskā) orbītā 4,89 dienu garumā un ir starp mazākajām jebkad atrastajām eksoplanetām. Līdz šiem pētījumiem zinātnieki bija atklājuši RM efektu tikai milzu planētām. RM efekta noteikšana mazāka izmēra planētām ir izaicinoša, jo RM efekta signāls ir proporcionāls planētas lielumam; jo mazāka ir tranzīta planēta, jo vājāks ir signāls.
; Komanda izmantoja Subaru teleskopa 8,2 m spoguļa milzīgo gaismas savākšanas jaudu, kā arī tā augstas izkliedes spektrogrāfa precizitāti. Viņu novērojumi ne tikai ļāva tam pirmo reizi atklāt RM efektu mazākam Neptūna izmēra eksoplanetam, bet arī sniedza pierādījumus tam, ka planētas orbitālais ass slīpums zvaigžņu spin ass ir aptuveni par 103 grādiem debesīs. Pētniecības grupa ASV izmantoja Keka teleskopu un veica neatkarīgus novērojumus par tās pašas sistēmas RM efektu 2010. gada maijā un augustā; viņu rezultāti bija līdzīgi Tokijas Universitātes / NAOJ komandas 2010. gada maija un jūlija novērojumiem.
Pašreizējie komandas novērojumi par RM ietekmi uz planētu sistēmām HAT-P-11 un XO-4 ir parādījuši, ka tām ir planētu orbītas, kas ir ļoti slīpi pret to saimnieka zvaigžņu spin asīm. Jaunākie novērojumu rezultāti par šīm sistēmām, ieskaitot tās, kas iegūtas neatkarīgi no šeit uzrādītajiem atklājumiem, liecina, ka Visumā parasti var pastāvēt šādas ļoti slīpas planētas orbītas. Planētas-planētas migrācijas scenārijs, neatkarīgi no tā, vai to izraisa planētas-planētas izkliede vai Kozai migrācija, nevis planētas diska scenārijs varētu būt iemesls viņu migrācijai uz pašreizējām vietām.
Tomēr RM efekta mērījumi atsevišķām sistēmām nevar izšķirt migrācijas scenārijus. Statistiskā analīze var palīdzēt zinātniekiem noteikt, kurš migrācijas process ir atbildīgs par milzu planētu augsti slīpām orbītām. Tā kā dažādi migrācijas modeļi paredz atšķirīgu leņķa sadalījumu starp zvaigžņu asi un planētas orbītu, liela RM efekta parauga izstrāde ļauj zinātniekiem atbalstīt visticamāko migrācijas procesu. Svarīga loma diskusijās par planētas migrācijas scenārijiem būs RM ietekmes mērījumu iekļaušanai tik maza izmēra planētai kā HAT-P-11 b.
Daudzas pētījumu grupas plāno veikt RM novērojumus ar teleskopiem visā pasaulē. Pašreizējai komandai un Subaru teleskopam būs neatņemama loma gaidāmajos izmeklējumos. Pastāvīgi eksoplanētu sistēmu tranzīta novērojumi tuvākajā nākotnē palīdzēs izprast planētu sistēmu veidošanās un migrācijas vēsturi.
