จากการแถลงข่าวโดยกล้องโทรทรรศน์ซูบารุและหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติญี่ปุ่น:
ทีมวิจัยนำโดยนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโตเกียวและหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติของญี่ปุ่น (NAOJ) ค้นพบว่าวงโคจรที่เอียงอาจเป็นเรื่องปกติมากกว่าที่จะหายากสำหรับระบบดาวเคราะห์นอกระบบ - นอกระบบสุริยะของเรา การวัดมุมระหว่างแกนการหมุนของดาวฤกษ์ (แกนการหมุนของดาวฤกษ์) กับวงโคจรของดาวเคราะห์ (แกนโคจรของดาวเคราะห์) ของดาวเคราะห์นอกระบบ HAT-P-11b และ XO-4b แสดงให้เห็นว่าการเอียงของดาวเคราะห์นอกระบบสูง นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้วัดมุมของดาวเคราะห์ขนาดเล็กเช่น HAT-P-11 b การค้นพบใหม่ให้ตัวชี้วัดเชิงสังเกตการณ์ที่สำคัญสำหรับการทดสอบแบบจำลองเชิงทฤษฎีที่แตกต่างกันว่าวงโคจรของระบบดาวเคราะห์มีวิวัฒนาการอย่างไร
นับตั้งแต่การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกในปี 1995 นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุดาวเคราะห์นอกระบบมากกว่า 500 ดวงดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของเราซึ่งเกือบทั้งหมดเป็นดาวเคราะห์ยักษ์ ดาวเคราะห์นอกระบบยักษ์ส่วนใหญ่เหล่านี้โคจรรอบดาวฤกษ์แม่อย่างใกล้ชิดซึ่งแตกต่างจากดาวเคราะห์ยักษ์ของระบบสุริยะของเราเช่นจูปิเตอร์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์จากระยะไกล ทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับนั้นเสนอว่าดาวเคราะห์ยักษ์เหล่านี้ก่อตัวขึ้นจากวัสดุที่ก่อตัวดาวเคราะห์จำนวนมากซึ่งอยู่ไกลจากดาวฤกษ์แม่ของพวกมันและอพยพไปยังตำแหน่งที่ใกล้ชิดในปัจจุบัน แนะนำให้ใช้กระบวนการอพยพที่แตกต่างกันเพื่ออธิบายดาวเคราะห์นอกระบบยักษ์อย่างใกล้ชิด
แบบจำลองปฏิสัมพันธ์ระหว่างดิสก์ - แพลนเน็ตของการย้ายถิ่นมุ่งเน้นไปที่การปฏิสัมพันธ์ระหว่างดาวเคราะห์กับดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ซึ่งเป็นดิสก์ที่ก่อตัวขึ้น แต่เดิม บางครั้งการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์และดาวเคราะห์ก่อตัวนี้ส่งผลให้เกิดแรงที่ทำให้ดาวเคราะห์ตกลงไปที่ดาวกลาง แบบจำลองนี้ทำนายว่าแกนหมุนของดาวและแกนการโคจรของดาวเคราะห์จะอยู่ในแนวเดียวกัน
แบบจำลองปฏิสัมพันธ์ดาวเคราะห์ - ดาวเคราะห์ของการย้ายถิ่นได้มุ่งเน้นไปที่การกระจายซึ่งกันและกันในหมู่ดาวเคราะห์ยักษ์ การอพยพสามารถเกิดขึ้นได้จากการกระเจิงของดาวเคราะห์เมื่อดาวเคราะห์หลายดวงกระจายตัวในระหว่างการสร้างดาวเคราะห์ยักษ์สองดวงขึ้นไปในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ ในขณะที่ดาวเคราะห์บางดวงกระจัดกระจายออกจากระบบดาวดวงในสุดอาจสร้างวงโคจรรอบสุดท้ายใกล้กับใจกลางดาว สถานการณ์การปฏิสัมพันธ์ดาวเคราะห์ - ดาวเคราะห์อีกการอพยพของ Kozai นั้นเป็นการยืนยันว่าปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงในระยะยาวระหว่างดาวเคราะห์ยักษ์ชั้นในกับวัตถุท้องฟ้าอื่นเช่นดาวข้างเคียงหรือดาวเคราะห์ยักษ์ชั้นนอกเมื่อเวลาผ่านไปอาจเปลี่ยนวงโคจรของดาวเคราะห์ ถึงดาวกลาง ปฏิสัมพันธ์ระหว่างดาวเคราะห์และดาวเคราะห์รวมถึงการกระจัดกระจายของดาวเคราะห์และการอพยพของ Kozai สามารถสร้างวงโคจรเอียงระหว่างดาวเคราะห์กับแกนของดาวฤกษ์ได้
โดยรวมแล้วความโน้มเอียงของแกนการโคจรของดาวเคราะห์ระยะใกล้ที่เกี่ยวข้องกับแกนหมุนของดาวฤกษ์แม่ถือเป็นพื้นฐานสำคัญในการสังเกตสำหรับการสนับสนุนหรือ refuting แบบจำลองการอพยพตามทฤษฎีของศูนย์วิวัฒนาการวงโคจร กลุ่มวิจัยที่นำโดยนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโตเกียวและ NAOJ จดจ่อกับการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ซูบารุในการสำรวจความโน้มเอียงเหล่านี้สำหรับสองระบบที่มีดาวเคราะห์: HAT-P-11 และ XO-4 กลุ่มวัด Rossiter-McLaughlin (ต่อจากนี้ RM) ผลของระบบและพบหลักฐานว่าแกนการโคจรของพวกเขาเอียงเมื่อเทียบกับแกนหมุนของดาวฤกษ์แม่ของมัน
ผล RM หมายถึงความผิดปกติที่เห็นได้ชัดในความเร็วเรเดียลหรือความเร็วของวัตถุท้องฟ้าในสายตาของผู้สังเกตการณ์ในระหว่างการเคลื่อนของดาวเคราะห์ ซึ่งแตกต่างจากเส้นสเปกตรัมที่มีความสมมาตรโดยทั่วไปในการวัดความเร็วของแนวรัศมีผู้ที่มีเอฟเฟกต์ RM เบี่ยงเบนไปในรูปแบบอสมมาตร (ดูรูปที่ 1) ความแปรปรวนที่เห็นได้ชัดเช่นความเร็วในแนวรัศมีระหว่างการเปลี่ยนผ่านเผยให้เห็นมุมท้องฟ้าที่คาดการณ์ไว้ระหว่างแกนหมุนของดาวฤกษ์กับแกนโคจรของดาวเคราะห์ กล้องโทรทรรศน์ซูบารุได้เข้าร่วมในการค้นพบก่อนหน้าของเอฟเฟกต์ RM ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบระบบดาวเคราะห์นอกระบบประมาณสามสิบห้าดวง
ในเดือนมกราคม 2010 ทีมวิจัยที่นำโดยนักดาราศาสตร์ของทีมปัจจุบันจากมหาวิทยาลัยโตเกียวและหอดูดาวดาราศาสตร์แห่งชาติของญี่ปุ่นใช้กล้องโทรทรรศน์ซูบารุเพื่อสังเกตการณ์ระบบดาวเคราะห์ XO-4 ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 960 ปีในภูมิภาค Lynx . ดาวเคราะห์ของระบบมีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสประมาณ 1.3 เท่าและมีวงโคจรเป็นวงกลมประมาณ 4.13 วัน การตรวจจับเอฟเฟกต์ RM แสดงให้เห็นว่าแกนการโคจรของดาวเคราะห์ XO-4 b เอียงไปยังแกนหมุนของดาวฤกษ์แม่ เฉพาะกล้องโทรทรรศน์ซูบารุได้ทำการวัดเอฟเฟกต์ RM สำหรับระบบนี้จนถึงตอนนี้
ในเดือนพฤษภาคมและกรกฎาคม 2010 ทีมวิจัยปัจจุบันได้ทำการสังเกตการณ์เป้าหมายของระบบดาวเคราะห์นอกระบบ HAT-P-11 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกไปทางดวงดาวประมาณ 130 ปีแสง ดาวเคราะห์ขนาดเท่าเนปจูน HAT-P-11 b โคจรรอบดาวฤกษ์แม่ในวงโคจรที่ไม่เป็นวงกลม (เยื้องศูนย์) ประมาณ 4.89 วันและเป็นหนึ่งในดาวเคราะห์นอกระบบที่เล็กที่สุดที่ค้นพบ จนกระทั่งการวิจัยนี้นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบผลกระทบ RM สำหรับดาวเคราะห์ยักษ์เท่านั้น การตรวจจับเอฟเฟกต์ RM สำหรับดาวเคราะห์ขนาดเล็กนั้นมีความท้าทายเนื่องจากสัญญาณของเอฟเฟกต์ RM นั้นแปรผันตามขนาดของดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์ transiting ที่เล็กกว่านั้นยิ่งทำให้สัญญาณจางไป
ทีมใช้ประโยชน์จากพลังการรวบรวมแสงขนาดใหญ่ของกระจก 8.2m ของกล้องโทรทรรศน์ Subaru รวมถึงความแม่นยำของ High Dispersion Spectrograph การสำรวจของพวกเขาไม่เพียง แต่ส่งผลให้เกิดการตรวจจับ RM ครั้งแรกสำหรับดาวเคราะห์นอกระบบขนาดเล็กเนปจูน แต่ยังให้หลักฐานว่าแกนการโคจรของดาวเคราะห์เอียงแกนหมุนของดาวฤกษ์ประมาณ 103 องศาในท้องฟ้า กลุ่มวิจัยในสหรัฐอเมริกาใช้กล้องโทรทรรศน์ Keck และทำการสังเกตอย่างอิสระเกี่ยวกับผลกระทบ RM ของระบบเดียวกันในเดือนพฤษภาคมและสิงหาคม 2010 ผลลัพธ์ของพวกเขาคล้ายคลึงกับผลลัพธ์จากการสังเกตการณ์ของทีมมหาวิทยาลัยโตเกียว / NAOJ ในเดือนพฤษภาคมและกรกฎาคม 2010
การสังเกตการณ์ของทีมในปัจจุบันเกี่ยวกับผลกระทบ RM สำหรับระบบดาวเคราะห์ HAT-P-11 และ XO-4 ได้แสดงให้เห็นว่าพวกมันมีวงโคจรของดาวเคราะห์ที่เอียงไปยังแกนหมุนของดาวฤกษ์แม่อย่างมาก ผลการสังเกตการณ์ล่าสุดเกี่ยวกับระบบเหล่านี้รวมถึงระบบที่ได้รับจากการค้นพบรายงานที่นี่แนะนำว่าวงโคจรของดาวเคราะห์ที่มีแนวโน้มสูงเช่นนี้อาจมีอยู่ในเอกภพ สถานการณ์ดาวเคราะห์ - ดาวเคราะห์ของการย้ายถิ่นฐานไม่ว่าจะเกิดจากการกระเจิงของดาวเคราะห์ - ดาวเคราะห์หรือการย้ายถิ่นของ Kozai แทนที่จะเป็นสถานการณ์ดิสก์ดาวเคราะห์ - สามารถบัญชีสำหรับการย้ายถิ่นของพวกเขาไปยังตำแหน่งปัจจุบัน
อย่างไรก็ตามการวัดผลกระทบ RM สำหรับแต่ละระบบไม่สามารถแยกแยะระหว่างสถานการณ์การย้ายข้อมูลได้อย่างเด็ดขาด การวิเคราะห์ทางสถิติสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์ในการพิจารณาว่ากระบวนการโยกย้ายใดมีหน้าที่รับผิดชอบต่อการโคจรของดาวเคราะห์ยักษ์ เนื่องจากแบบจำลองการย้ายถิ่นที่แตกต่างกันทำนายการกระจายตัวของมุมระหว่างแกนดาวฤกษ์กับวงโคจรดาวเคราะห์การพัฒนาตัวอย่างขนาดใหญ่ของเอฟเฟกต์ RM ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสนับสนุนกระบวนการย้ายถิ่นที่เป็นไปได้มากที่สุด การรวมการวัดเอฟเฟกต์ RM สำหรับดาวเคราะห์ขนาดเล็กเช่น HAT-P-11 b ในตัวอย่างจะมีบทบาทสำคัญในการอภิปรายเกี่ยวกับการอพยพของดาวเคราะห์
กลุ่มการวิจัยหลายแห่งกำลังวางแผนที่จะทำการสังเกตผลกระทบ RM ด้วยกล้องโทรทรรศน์ทั่วโลก ทีมปัจจุบันและกล้องโทรทรรศน์ซูบารุจะมีบทบาทสำคัญในการสืบสวนที่กำลังจะมาถึง การสำรวจอย่างต่อเนื่องของระบบดาวเคราะห์นอกระบบจะทำให้เกิดความเข้าใจในการก่อตัวและการอพยพของระบบดาวเคราะห์ในอนาคตอันใกล้
