Iz sporočila za javnost Teleskopa Subaru in Japonskega nacionalnega astronomskega observatorija:
Raziskovalna skupina, ki so jo vodili astronomi z Tokijske univerze in Japonskega nacionalnega astronomskega observatorija (NAOJ), je odkrila, da so nagnjene orbite morda tipične in ne redke za eksoplanetarne sisteme - tiste zunaj našega osončja. Njihove meritve kotov med osmi vrtenja zvezde (zvezdna rotacijska os) in orbite planeta (planetarna orbitalna os) eksoplanetov HAT-P-11b in XO-4b kažejo, da so orbite eksoplanetov zelo nagnjene. To je prvič, da so znanstveniki izmerili kot za majhen planet, kot je HAT-P-11 b. Nove ugotovitve zagotavljajo pomembne opazovalne kazalce za preizkušanje različnih teoretičnih modelov, kako so se razvijale orbite planetarnih sistemov.
Odkar so leta 1995 odkrili prvi eksoplanet, so znanstveniki identificirali več kot 500 eksoplanetov, planetov zunaj našega osončja, skoraj vsi pa so orjaški planeti. Večina teh velikanskih eksoplanetov tesno kroži po zvezdah gostiteljih, za razliko od velikanskih planetov našega sončnega sistema, kot je Jupiter, ki krožijo Sonce od daleč. Sprejete teorije predlagajo, da so ti orjaški planeti prvotno nastali iz obilnih materialov, ki tvorijo planete, daleč od zvezd gostiteljic, nato pa so se preselili na svoje trenutne bližnje lokacije. Za razlago velikanskih eksoplanetov so predlagali različne migracijske procese.
Modeli selitve diskov in planetov se osredotočajo na interakcije med planetom in njegovim protoplanetarnim diskom, diskom, iz katerega je bil prvotno oblikovan. Včasih te interakcije med protoplanetarnim diskom in oblikovalnim planetom povzročijo sile, zaradi katerih planet pade proti osrednji zvezdi. Ta model napoveduje, da bosta spiralna os zvezde in orbitalna os planeta usklajena med seboj.
Modeli selitve med planeti in planetom so se osredotočili na medsebojno raztresenje med velikanskimi planeti. Migracija se lahko zgodi zaradi raztresenja planetov, ko se več planetov razkropi med ustvarjanjem dveh ali več velikanskih planetov znotraj protoplanetarnega diska. Medtem ko se nekateri planeti razkropijo iz sistema, lahko najbolj notranji vzpostavi končno orbito zelo blizu osrednje zvezde. Drugi scenarij interakcije med planetom in planetom, Kozai migracije, predpostavlja, da lahko dolgotrajna gravitacijska interakcija med notranjim orjaškim planetom in drugim nebesnim objektom, kot je spremljevalna zvezda ali zunanji velikanski planet, sčasoma spremeni orbito planeta in premakne notranji planet bližje do osrednje zvezde. Medsebojne interakcije med planetom in planetom, vključno s sipanjem planeta in planeta Kozai, bi lahko ustvarile nagnjeno orbito med planetom in zvezdno osjo.
Na splošno je naklon orbitalnih osi planetov v bližini glede na vrtljive osi gostiteljskih zvezd zelo pomembna osnova opazovanja za podporo ali ovrženje migracijskih modelov, na katerih teorije orbitalne evolucije osredotočajo. Raziskovalna skupina, ki so jo vodili astronomi iz tokijske univerze in NAOJ, je svoja opažanja usmerila s teleskopom Subaru na preiskavo teh nagibov za dva sistema, za katera je znano, da imata planeta: HAT-P-11 in XO-4. Skupina je izmerila Rossiter-McLaughlin (v nadaljevanju RM) učinek sistemov in ugotovila, da se njihove orbitalne osi nagibajo glede na spin osi njihovih gostiteljskih zvezd.
Učinek RM se nanaša na očitne nepravilnosti v radialni hitrosti ali hitrosti nebesnega objekta v opazovalni liniji opazovalca med planetarnimi tranziti. Za razliko od spektralnih linij, ki so na splošno simetrične v meritvah radialne hitrosti, se tiste z RM učinkom odmikajo v asimetričen vzorec (glej sliko 1). Tako navidezno nihanje radialne hitrosti med tranzitom razkriva kot, ki se projicira v nebo med zvezdno vrtečo osjo in planetno orbitalno osjo. Teleskop Subaru je sodeloval pri prejšnjih odkritjih učinka RM, ki so jih znanstveniki doslej raziskali na približno petindvajsetih eksoplanetarnih sistemih.
Januarja 2010 je raziskovalna skupina, ki so jo vodili astronomi trenutne ekipe z Univerze v Tokiu in Nacionalnega astronomskega observatorija Japonske, uporabila teleskop Subaru za opazovanje planetarnega sistema XO-4, ki leži 960 svetlobnih let od Zemlje v regiji Lynx . Planet sistema je približno 1,3-krat večji kot Jupiter in ima krožno orbito 4,13 dni. Njihovo odkrivanje učinka RM je pokazalo, da se orbitalna os planeta XO-4 b nagiba do osi vrtenja gostiteljske zvezde. Samo efektiv RM za ta sistem je doslej meril le s teleskopom Subaru.
Maja in julija 2010 je trenutna raziskovalna skupina izvajala ciljno opazovanje eksoplanetarnega sistema HAT-P-11, ki leži 130 svetlobnih let od Zemlje proti ozvezdju Cygnus. Planet velikosti Neptuna HAT-P-11 b je obkrožil svojo gostiteljsko zvezdo v nekrožni (ekscentrični) orbiti 4,89 dni in je med najmanjšimi eksoplaneti, ki so jih kdaj odkrili. Do te raziskave so znanstveniki zaznali le učinek RM za orjaške planete. Zaznavanje učinka RM za planete manjše velikosti je izziv, ker je signal učinka RM sorazmeren z velikostjo planeta; manjši je tranzitni planet, slabši je signal.
; Ekipa je izkoristila ogromno moč zbiranja svetlobe 8.2m ogledala Subaru Teleskopa in natančnost njegovega visoko disperzijskega spektrografa. Njihova opažanja so prinesla ne samo prvo odkritje učinka RM za manjši eksoplanet velikosti Neptuna, ampak so tudi zagotovili dokaz, da se orbitalna os planeta nagiba na zvezdna osi vrtenja za približno 103 stopinje na nebu. Raziskovalna skupina v ZDA je uporabila teleskop Keck in maja in avgusta 2010 opravila neodvisna opažanja učinka RM istega sistema; njihovi rezultati so bili podobni tistim iz opazovanj iz univerze v Tokiu / NAOJ iz maja in julija 2010.
Trenutna opažanja ekipe o vplivu RM na planetarne sisteme HAT-P-11 in XO-4 so pokazala, da imajo planetarne orbite zelo nagnjene k vrtem osi svojih gostiteljskih zvezd. Najnovejši opazovalni rezultati teh sistemov, vključno s tistimi, ki so bili dobljeni neodvisno od ugotovitev, o katerih smo poročali, kažejo, da lahko v vesolju običajno obstajajo takšne zelo nagnjene planetarne orbite. Scenarij migracije planeta-planeta, ki ga povzroči raztresenost planeta-planeta ali preseljevanje Kozajev, namesto scenarija planet-disk, bi lahko povzročil njihovo selitev na sedanje lokacije.
Vendar meritve učinka RM za posamezne sisteme ne morejo odločilno razlikovati med migracijskimi scenariji. Statistična analiza lahko znanstvenikom pomaga, da ugotovijo, kateri proces migracije je sploh odgovoren za zelo nagnjene orbite velikanskih planetov. Ker različni modeli migracij napovedujejo različne porazdelitve kota med zvezdno osjo in planetno orbito, razvoj velikega vzorca učinka RM omogoča znanstvenikom, da podpirajo najbolj verjeten migracijski proces. Vključitev meritev učinka RM za tako majhen planet kot HAT-P-11 b v vzorec bo igrala pomembno vlogo v razpravah planetarnih scenarijev migracij.
Številne raziskovalne skupine načrtujejo opazovanje učinka RM s teleskopi po vsem svetu. Trenutna ekipa in teleskop Subaru bosta igrala sestavno vlogo v preiskavah, ki jih bodo čakali. Nenehna opazovanja tranzitnih eksoplanetarnih sistemov bodo v bližnji prihodnosti prispevala k razumevanju nastanka in migracijske zgodovine planetarnih sistemov.
