מתוך הודעה לעיתונות מטלסקופ סובארו והמצפה האסטרונומי הלאומי של יפן:
צוות מחקר שהובל על ידי אסטרונומים מאוניברסיטת טוקיו ומהמצפה האסטרונומי הלאומי ביפן (NAOJ) גילה כי מסלול נוטה עשוי להיות אופייני ולא נדיר יותר למערכות אקזו-פלנטריות - כאלה שמחוץ למערכת השמש שלנו. מדידותיהם בזוויות בין צירי סיבוב הכוכב (ציר סיבוב כוכבי) לבין מסלול כדור הארץ (ציר מסלול כוכבי לכת) של exoplanets HAT-P-11b ו- XO-4b מדגימים כי מסלולי האקסופלטים הללו מוטים מאוד. זו הפעם הראשונה שמדענים מודדים את הזווית לכוכב לכת קטן כמו HAT-P-11 b. הממצאים החדשים מספקים אינדיקטורים תצפיתיים חשובים לבדיקת מודלים תיאורטיים שונים כיצד התפתחו מסלולי מערכות פלנטאריות.
מאז התגלתה של האקסופלאנט הראשון בשנת 1995, מדענים זיהו יותר מ 500- כוכבי לכת, כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו, שכמעט כולם הם כוכבי לכת ענקיים. רוב Exoplanets ענקיים אלה מקיפים את הכוכבים המארחים שלהם מקרוב, בניגוד לכוכבי הלכת הענקיים של מערכת השמש שלנו, כמו צדק, שמקיפים את השמש מרחוק. תיאוריות מקובלות מציעות כי כוכבי הלכת הענקיים הללו נוצרו במקור מחומרים עתיקים ליצירת כוכבי לכת הרחק מכוכביהם המארחים ואז נודדו למיקומם הקרוב הנוכחי. תהליכי נדידה שונים הוצעו כדי להסביר exoplanets ענק מקרוב.
מודלים של הגירה בין דיסק-כוכב לכת מתמקדים באינטראקציות בין הפלנטה לדיסק הפרוט-פלנטרי שלו, הדיסק שממנו נוצר במקור. לפעמים האינטראקציות הללו בין הדיסק הפרוט-פלנטרי לכוכב הלכת המתגבש גורמות לכוחות הגורמים לכוכב הלכת ליפול לעבר הכוכב המרכזי. מודל זה חוזה שציר הסיבוב של הכוכב וציר מסלול כדור הארץ יהיו בקו אחד עם השני.
מודלים של הגירה בין כדור הארץ לכוכב התרכזו בפיזור הדדי בין כוכבי לכת ענקיים. הגירה יכולה להתרחש מפיזור כוכבי לכת, כאשר כוכבי לכת מרובים מתפזרים במהלך יצירת שני כוכבי לכת ענקיים או יותר בתוך הדיסק הפרוטו-פלנטרי. בעוד שכמה מכוכבי הלכת מתפזרים מהמערכת, החיצוני ביותר עשוי להקים מסלול סופי קרוב מאוד לכוכב המרכזי. תרחיש אינטראקציה בין כוכב לכת-פלנטה אחר, הנדידת קוזאי, מעלה כי האינטראקציה הכבדית לטווח הארוך בין כוכב לכת ענקי פנימי לבין אובייקט שמימי אחר כמו כוכב לוויה או כוכב לכת חיצוני לאורך זמן עשויה לשנות את מסלול הכוכב, לקרב כוכב לכת פנימי לכוכב המרכזי. אינטראקציות הגירה בין כוכב לכת, כולל פיזור כוכב לכת ונדידת קוזאי, עלולות לייצר מסלול נוטה בין הכוכב לציר הכוכב.
בסך הכל, הנטייה של צירי המסלול של כוכבי לכת קרובים יחסית לצירי הספין של הכוכבים המארחים מתגלה כבסיס תצפיתי חשוב מאוד לתמיכה או הפרכה של מודלי נדידה עליהם מתרכזות התיאוריות של האבולוציה מסלולית. קבוצת מחקר שהובילה על ידי אסטרונומים מאוניברסיטת טוקיו ו- NAOJ ריכזה את תצפיותיהם בטלסקופ סובארו בחקירת נטיות אלה לשתי מערכות שידועות ככוכבי לכת: HAT-P-11 ו- XO-4. הקבוצה מדדה את השפעת הרוסיטר-מקלונין (להלן, RM) של המערכות ומצאה עדויות לכך שצירי המסלול שלהם נוטים יחסית לצירי הסיבוב של כוכביהם המארחים.
אפקט ה- RM מתייחס לחריגות לכאורה במהירות או לרדיאליות של אובייקט שמימי בקו הראייה של הצופה בזמן מעברים פלנטריים. בניגוד לקווים הספקטראליים שהם בדרך כלל סימטריים במדדים של מהירות רדיאלית, אלה עם אפקט ה- RM חורגים לתבנית א-סימטרית (ראה איור 1). שונות שכזו לכאורה במהירות הרדיאלית במהלך מעבר חושפת את הזווית המוקרנת בשמים בין ציר הסחרור הכוכב לציר המסלול הפלנטרי. טלסקופ סובארו השתתף בגילויים קודמים של אפקט ה- RM, אותם מדענים חקרו במשך כשלושים וחמש מערכות אקזו-פלנטריות עד כה.
בינואר 2010, צוות מחקר שהובל על ידי האסטרונומים של הצוות הנוכחי מאוניברסיטת טוקיו והמצפה האסטרונומי הלאומי של יפן השתמש בטלסקופ סובארו כדי לצפות במערכת הפלנטרית XO-4, שנמצאת במרחק 960 שנות אור מכדור הארץ באזור לינקס. . כוכב הלכת של המערכת מסיבי פי 1.3 מאשר צדק ויש לו מסלול מעגלי של 4.13 ימים. איתורם של אפקט ה- RM הראה כי ציר המסלול של כוכב הלכת XO-4 b נוטה לציר הסיבוב של הכוכב המארח. רק טלסקופ סובארו מדד את אפקט ה- RM עבור מערכת זו עד כה.
במאי ויולי 2010 ערך צוות המחקר הנוכחי תצפיות ממוקדות על המערכת האקסופלאנרית HAT-P-11, השוכנת במרחק של 130 שנות אור מכדור הארץ לעבר קבוצת הכוכבים Cygnus. כוכב הלכת בגודל נפטון HAT-P-11 b מקיף את הכוכב המארח שלו במסלול לא מעגלי (אקסצנטרי) של 4.89 יום והוא בין האקסופלאנטים הקטנים ביותר שהתגלו אי פעם. עד למחקר זה, מדענים גילו רק את השפעת ה- RM עבור כוכבי לכת ענקיים. איתור אפקט ה- RM לכוכבי לכת בגודל קטן יותר הוא מאתגר מכיוון שהאות של אפקט ה- RM הוא פרופורציונאלי לגודל כדור הארץ; ככל שכוכב הלכת המעבר קטן יותר, כך האות מתעלף.
הצוות ניצל את הכוח העצום של איסוף האור במראה ה -8.2 מ 'של טלסקופ סובארו, כמו גם את הדיוק של הספקטרוגרף High Dispersion High. התצפיות שלהם לא רק גרמו לכך שהגילוי הראשון של אפקט ה- RM עבור exoplanet קטן יותר בגודל נפטון, אלא גם סיפקו ראיות לכך שציר המסלול של כדור הארץ נוטה לציר הסחרור הכוכב בכ- 103 מעלות בשמיים. קבוצת מחקר בארה"ב השתמשה בטלסקופ קק ועשתה תצפיות עצמאיות לגבי השפעת ה- RM של אותה מערכת במאי ובאוגוסט 2010; התוצאות שלהם היו דומות לאלה מהתצפיות של צוות אוניברסיטת טוקיו / NAOJ במאי ויולי 2010.
התצפיות של הצוות הנוכחי על אפקט ה- RM למערכות הפלנטאריות HAT-P-11 ו- XO-4 הראו שיש להם מסלול פלנטרי מוטה מאוד לצירי הסבב של הכוכבים המארחים שלהם. תוצאות התצפית האחרונות אודות מערכות אלה, כולל אלה שהושגו ללא תלות בממצאים המדווחים כאן, מרמזים כי בדרך כלל מסלולי כדור הארץ נוטים מאוד עשויים להתקיים ביקום. תרחיש ההגירה של כוכב הלכת-כוכב לכת, בין אם נגרם כתוצאה מפיזור פלנטה-כוכב לכת או נדידת קוזאי, ולא תרחיש דיסק-כוכב הלכת יכול להסביר את הגירתם למיקומים הנוכחיים.
עם זאת, מדידות של אפקט ה- RM עבור מערכות בודדות אינן יכולות להבחין באופן מכריע בין תרחישי ההגירה. ניתוח סטטיסטי יכול לעזור למדענים לקבוע איזה, אם בכלל, תהליך הגירה אחראי למסלולי הנטייה הגבוהים של כוכבי לכת ענקיים. מכיוון שמודלי נדידה שונים חוזים התפלגויות שונות של הזווית בין ציר הכוכבים למסלול כוכבי הלכת, פיתוח מדגם גדול של אפקט ה- RM מאפשר למדענים לתמוך בתהליך ההגירה המתקבל על הדעת ביותר. הכללת המדידות של אפקט ה- RM לכוכב לכת בגודל קטן כמו HAT-P-11 b במדגם תמלא תפקיד חשוב בדיונים על תרחישים של הגירה פלנטרית.
קבוצות מחקר רבות מתכננות לערוך תצפיות על אפקט ה- RM באמצעות טלסקופים ברחבי העולם. הצוות הנוכחי וטלסקופ סובארו ימלאו תפקיד אינטגרלי בחקירות שעתידות לבוא. תצפיות מתמשכות על מעבר מערכות אקולוגיות תורמות להבנה של ההיסטוריה וההגירה של מערכות פלנטריות בעתיד הקרוב.
