Z tiskové zprávy Subaru Telescope a National Astronomical Observatory of Japan:
Výzkumný tým vedený astronomy z Tokijské univerzity a Národní astronomické observatoře Japonska (NAOJ) objevil, že nakloněné oběžné dráhy mohou být typické spíše než vzácné pro exoplanetární systémy - ty mimo naši sluneční soustavu. Jejich měření úhlů mezi osami rotace hvězdy (hvězdná rotační osa) a orbitou planety (planetární orbitální osa) exoplanet HAT-P-11b a XO-4b ukazují, že obě dráhy těchto exoplanet jsou velmi nakloněné. Je to poprvé, kdy vědci změřili úhel malé planety, jako je HAT-P-11 b. Nová zjištění poskytují důležité pozorovací ukazatele pro testování různých teoretických modelů vývoje orbit planetárních systémů.
Od objevení prvního exoplanetu v roce 1995 vědci identifikovali více než 500 exoplanet, planet mimo naši sluneční soustavu, z nichž téměř všechny jsou obří planety. Většina z těchto obřích exoplanet obíhá těsně kolem svých hostitelských hvězd, na rozdíl od obřích planet naší sluneční soustavy, jako je Jupiter, které obíhají kolem Slunce z dálky. Přijaté teorie navrhují, aby tyto obří planety původně vytvořené z hojných materiálů vytvářejících planety daleko od jejich hostitelských hvězd a poté migrovaly do svých současných blízkých míst. Byly navrženy různé migrační procesy k vysvětlení blízkých obřích exoplanet.
Modely migrace mezi diskem a planetou se zaměřují na interakce mezi planetou a jejím protoplanetárním diskem, což je disk, ze kterého původně vznikla. Tyto interakce mezi protoplanetárním diskem a formující se planetou někdy vedou k silám, které způsobí pád planety směrem k centrální hvězdě. Tento model předpovídá, že osa rotace hvězdy a orbitální osy planety budou ve vzájemném souladu.
Modely migrace mezi planetami a planetami se zaměřily na vzájemné rozptyly mezi obřími planetami. K migraci může dojít z rozptylu planet, kdy se rozptýlí více planet během vytváření dvou nebo více obřích planet v protoplanetárním disku. Zatímco některé planety se rozptýlí ze systému, nejvnitřnější může založit konečnou oběžnou dráhu velmi blízko centrální hvězdě. Jiný scénář interakce planeta-planeta, Kozaiova migrace, předpokládá, že dlouhodobá gravitační interakce mezi vnitřní obří planetou a jiným nebeským objektem, jako je společenská hvězda nebo vnější obří planeta v průběhu času, může změnit orbitu planety a posunout vnitřní planetu blíže na centrální hvězdu. Interakce migrace planeta-planeta, včetně rozptylu planety-planety a Kozaiovy migrace, by mohly vést k nakloněné oběžné dráze mezi planetou a hvězdnou osou.
Celkově se sklon orbitálních os blízkých planet vzhledem k rotačním osám hostitelských hvězd objevuje jako velmi důležitý pozorovací základ pro podporu nebo vyvracení migračních modelů, na nichž jsou teorie orbitálního vývojového centra. Výzkumná skupina vedená astronomy z Tokijské univerzity a NAOJ soustředila svá pozorování pomocí Subaru Telescope na zkoumání těchto sklonů pro dva systémy, o nichž je známo, že mají planety: HAT-P-11 a XO-4. Skupina změřila Rossiter-McLaughlinův (dále jen RM) účinek systémů a našla důkazy, že jejich orbitální osy se nakloní vzhledem k osám otáčení jejich hostitelských hvězd.
Efekt RM se týká zjevných nepravidelností v radiální rychlosti nebo rychlosti nebeského objektu v zorném poli pozorovatele během planetárních tranzitů. Na rozdíl od spektrálních čar, které jsou obecně symetrické v měření radiální rychlosti, se ty s efektem RM odchylují v asymetrický vzor (viz obrázek 1). Taková zjevná změna radiální rychlosti během tranzitu odhaluje úhel promítaný do nebe mezi hvězdnou rotační osou a planetární orbitální osou. Subaru Telescope se účastnil předchozích objevů RM efektu, který vědci prozkoumali přibližně pro třicet pět exoplanetárních systémů.
V lednu 2010 výzkumný tým vedený astronomy současného týmu z Tokijské univerzity a Japonské národní astronomické observatoře použil dalekohled Subaru k pozorování planetárního systému XO-4, který leží 960 světelných let od Země v oblasti Lynx. . Planeta systému je asi 1,3krát větší než Jupiter a má oběžnou dráhu 4,13 dne. Jejich detekce RM efektu ukázala, že orbitální osa planety XO-4 b se nakloní k ose rotace hostitelské hvězdy. Pouze Subaru Telescope změřil RM efekt pro tento systém doposud.
V květnu a červenci 2010 provedl současný výzkumný tým cílená pozorování exoplanetárního systému HAT-P-11, který leží 130 světelných let od Země směrem k souhvězdí Cygnus. Neptunova planeta HAT-P-11 b obíhá kolem své hostitelské hvězdy v nekruhové (excentrické) dráze 4,89 dne a patří mezi nejmenší dosud objevené exoplanety. Až do tohoto výzkumu vědci detekovali efekt RM pouze u obřích planet. Detekce efektu RM pro menší planety je náročná, protože signál efektu RM je úměrný velikosti planety; čím menší je tranzitující planeta, tím slabší je signál.
Tým využil obrovskou sílu sběru světla 8,2m zrcadla Subaru Telescope a přesnost svého vysoce disperzního spektrografu. Jejich pozorování vedlo nejen k první detekci efektu RM pro menší exoplanet velikosti Neptun, ale také poskytlo důkaz, že orbitální osa planety se nakloní k hvězdné rotační ose přibližně 103 stupňů na obloze. Výzkumná skupina v USA použila Keck Telescope a v květnu a srpnu 2010 provedla nezávislá pozorování RM efektu stejného systému; jejich výsledky byly podobné výsledkům z pozorování týmu University of Tokyo / NAOJ z května a července 2010.
Pozorování současného týmu ohledně RM efektu pro planetární systémy HAT-P-11 a XO-4 ukázaly, že mají planetární dráhy vysoce nakloněné k osám otáčení jejich hostitelských hvězd. Nejnovější pozorovací výsledky těchto systémů, včetně těch získaných nezávisle na zde uváděných zjištěních, naznačují, že takové vysoce nakloněné planetární oběžné dráhy mohou ve vesmíru běžně existovat. Scénář migrace planeta-planeta, ať už způsobený rozptylem planety-planety nebo Kozai, spíše než scénář planety-disk, mohl vysvětlit jejich migraci do současných umístění.
Měření efektu RM pro jednotlivé systémy však nemůže rozhodně rozlišovat mezi scénáři migrace. Statistická analýza může vědcům pomoci určit, který proces migrace, pokud existuje, je odpovědný za vysoce nakloněné oběžné dráhy obřích planet. Protože různé migrační modely předpovídají různé rozdělení úhlu mezi hvězdnou osou a planetární orbitou, vývoj velkého vzorku RM efektu umožňuje vědcům podporovat nejpravděpodobnější migrační proces. Zahrnutí měření RM efektu pro tak malou planetu, jako je HAT-P-11 b ve vzorku, bude hrát důležitou roli v diskusích o scénářích migrace planet.
Mnoho výzkumných skupin plánuje provádět pozorování RM efektu u dalekohledů po celém světě. Stávající tým a Subaru Telescope budou hrát nedílnou roli v nadcházejících vyšetřováních. Neustálá pozorování tranzitních exoplanetárních systémů přispěje k pochopení historie vzniku a migrace planetárních systémů v blízké budoucnosti.
