すばる望遠鏡と国立天文台のプレスリリースより：
東京大学と国立天文台（NAOJ）の天文学者が率いる研究チームは、傾斜軌道が太陽系外の太陽系外惑星では珍しいというよりも典型的であるかもしれないことを発見しました。星の回転の軸（恒星の回転軸）と太陽系外惑星HAT-P-11bおよびXO-4bの惑星の軌道（惑星の軌道軸）の間の角度の測定は、これらの太陽系外惑星の軌道が高度に傾いていることを示しています。科学者がHAT-P-11 bのような小さな惑星の角度を測定したのはこれが初めてです。新しい発見は、惑星系の軌道がどのように進化したかについてのさまざまな理論モデルをテストするための重要な観測指標を提供します。
1995年に最初の太陽系外惑星が発見されて以来、科学者たちは500を超える太陽系外惑星、太陽系外の惑星を特定してきました。それらのほとんどすべてが巨大惑星です。これらの巨大な太陽系外惑星のほとんどは、太陽から遠く離れた方向に太陽を回る木星などの太陽系の巨大惑星とは異なり、ホスト星の近くを周回しています。受け入れられた理論では、これらの巨大惑星は、もともとはホスト星から遠く離れた豊富な惑星形成材料から形成され、現在の近くの場所に移動したと提案されています。近接する巨大な太陽系外惑星を説明するために、さまざまな移行プロセスが提案されています。
移動のディスクと惑星の相互作用モデルは、惑星とその原始惑星系円盤、それが最初に形成された円盤との間の相互作用に焦点を合わせています。原始惑星系円盤と形成されている惑星の間のこれらの相互作用は、惑星を中心星に向かって落下させる力をもたらすことがあります。このモデルは、星のスピン軸と惑星の軌道軸が一致することを予測しています。
遊走の惑星-惑星相互作用モデルは、巨大惑星間の相互散乱に焦点を合わせてきました。複数の惑星が原始惑星系円盤内に2つ以上の巨大な惑星を作成している間に散乱すると、惑星の散乱から移行が起こります。一部の惑星はシステムから散乱しますが、最も内側の惑星は中心星に非常に近い最終軌道を確立する可能性があります。もう1つの惑星と惑星の相互作用シナリオであるKozaiの移動は、内部の巨大惑星と、コンパニオンスターや外部の巨大惑星などの別の天体との間の長期的な重力相互作用が、惑星の軌道を変化させ、内部の惑星を近づける可能性があると仮定しています。中央の星に。惑星と惑星の移動相互作用、たとえば惑星と惑星の散乱と高西の移動は、惑星と恒星の軸の間に傾斜した軌道を生成する可能性があります。
概して、ホスト星のスピン軸に対する近接惑星の軌道軸の傾きは、軌道進化の理論が中心となる移行モデルを支持または反駁するための非常に重要な観測基盤として浮上しています。東京大学と国立天文台の天文学者が率いる研究グループは、すばる望遠鏡で観測を集中させ、HAT-P-11とXO-4という惑星を持つことが知られている2つのシステムに対するこれらの傾向を調査しました。グループは、システムのロッシター-マクラフリン（以降、RM）効果を測定し、それらの軌道軸がホスト星のスピン軸に対して傾いている証拠を見つけました。
RM効果とは、惑星の通過中に観測者の視線内にある天体の半径方向の速度または速度の明らかな不規則性を指します。半径方向の速度の測定で一般に対称であるスペクトル線とは異なり、RM効果のあるスペクトル線は非対称パターンに逸脱します（図1を参照）。トランジット中の半径方向速度のこのような明らかな変化は、恒星のスピン軸と惑星の軌道軸の間の空に投影された角度を明らかにします。すばる望遠鏡はこれまでにおよそ35個の太陽系外惑星系について科学者が調査したRM効果の以前の発見に参加してきました。
2010年1月、東京大学と国立天文台の現チームの天文学者が率いる研究チームが、すばる望遠鏡を使用して、リンクス領域で地球から960光年離れた惑星系XO-4を観測しました。 。システムの惑星は木星の約1.3倍の大きさで、4.13日の円軌道を持っています。彼らのRM効果の検出は、惑星XO-4 bの軌道軸がホスト星のスピン軸に対して傾いていることを示しました。これまでのところ、すばる望遠鏡だけがこのシステムのRM効果を測定しています。
2010年5月と7月に、現在の研究チームはHAT-P-11太陽系外惑星システムのターゲットを絞った観測を行いました。これは地球から130光年離れた位置にあるシグナス座に向かっています。海王星サイズの惑星HAT-P-11 bは、4.89日間の非円形（偏心）軌道でホスト星を周回し、これまでに発見された最小の太陽系外惑星の1つです。この研究まで、科学者は巨大惑星のRM効果しか検出していませんでした。 RM効果の信号は惑星のサイズに比例するため、サイズの小さい惑星のRM効果の検出は困難です。通過する惑星が小さいほど、信号は暗くなります。
;チームは、すばる望遠鏡の8.2mミラーの巨大な集光力と、その高分散分光器の精度を利用しました。彼らの観察は、海王星サイズの小さな太陽系外惑星のRM効果の最初の検出をもたらしただけでなく、惑星の軌道軸が星のスピン軸に対して空で約103度傾いているという証拠も提供しました。アメリカの研究グループがケック望遠鏡を使用して、2010年5月と8月に同じシステムのRM効果を独立して観察しました。結果は、東京大学/国立天文台チームの2010年5月および7月の観測結果と同様でした。
惑星系HAT-P-11とXO-4に対するRM効果の現在のチームの観察は、それらがホスト星のスピン軸に対して高度に傾いた惑星軌道を持っていることを示しました。これらのシステムに関する最新の観測結果は、ここで報告された調査結果とは無関係に取得されたものを含めて、そのような高度に傾斜した惑星軌道が宇宙に一般的に存在する可能性があることを示唆しています。惑星-円盤シナリオではなく、惑星-惑星散乱またはKozaiの移動によって引き起こされたかどうかに関係なく、惑星-惑星移動のシナリオは、現在の場所への移動を説明できます。
ただし、個々のシステムのRM効果の測定では、移行シナリオを明確に区別することはできません。統計分析は、科学者が巨大惑星の高度に傾斜した軌道の原因となっている移動プロセスがある場合、そのプロセスを特定するのに役立ちます。異なる移行モデルは恒星軸と惑星軌道の間の角度の異なる分布を予測するため、RM効果の大きなサンプルを開発することで、科学者は最も妥当な移行プロセスをサポートできます。サンプルにHAT-P-11 bのような小型惑星のRM効果の測定値を含めることは、惑星の移動シナリオの議論で重要な役割を果たします。
多くの研究グループが、世界中の望遠鏡でRM効果を観測することを計画しています。現在のチームとすばる望遠鏡は、今後の調査において不可欠な役割を果たすでしょう。通過する太陽系外惑星系の継続的な観測は、近い将来の惑星系の形成と移動の歴史の理解に貢献します。
