Efekt Rossitera-McLaughlina – Wikipedia, wolna encyklopedia

Efekt Rossitera-McLauglina (efekt RM) – zjawisko astronomiczne, obserwowane dla gwiazd zmiennych zaćmieniowych i niektórych pozasłonecznych układów planetarnych, polegające na zmianie kształtu profilu i położenia wierzchołka linii widmowej gwiazdy podczas tranzytu słabszego składnika. Efekt ten odkryli w 1924 roku R.A. Rossiter, podczas obserwacji gwiazdy Beta Lyrae i D.B. McLaughlin, badający Algola.

Na skutek obrotu gwiazdy wokół własnej osi, światło docierające z brzegu tarczy zbliżającego się do obserwatora jest przesunięte ku fioletowi, a z brzegu odalającego się od niego – ku czerwieni. Zsumowanie tych efektów prowadzi do poszerzenia linii widmowych w świetle gwiazdy. Ciało przechodzące przed tarczą gwiazdy przesłania kolejne jej fragmenty, odcinając najpierw część światła przesuniętego ku fioletowi, a później ku czerwieni. Kształt profilu obserwowanej linii widmowej ulega zmianie i wraz z ruchem ciała na tle tarczy gwiazdy wierzchołek linii przesuwa się w stronę czerwieni, a następnie fioletu. Odwrotna sytuacja ma miejsce w przypadku tranzytującego składnika na orbicie wstecznej.

Efekt jest najsilniejszy, gdy składnik zaćmiewający krąży w płaszczyźnie równika gwiazdy i słabnie ze wzrostem nachylenia orbity. Jeśli dodatkowo oś obserwacji nie leży w płaszczyźnie orbity, efekt staje się niesymetryczny (ciało przesłania większą część jednej półkuli niż drugiej). Pozwala to wyznaczyć kąt nachylenia płaszczyzny orbity względem płaszczyzny równika gwiazdy (zwykle oznaczany λ).

Efekt ten został zaobserwowany do 2011 roku w 30 pozasłonecznych układach planetarnych^[1]. Obserwacje ujawniły dużą różnorodność orbit: przykładowo planeta HD 209458 b krąży w płaszczyźnie równika gwiazdy (λ= 0,1 ± 2,4°), planeta Kepler-8b ma wyraźnie nachyloną orbitę (λ=−26,4 ± 10,1°), natomiast WASP-17b krąży po nachylonej orbicie ruchem wstecznym (λ= 148,5° ^+5,1_−4,2)^[2].

Wyniki tych obserwacji mają duży wpływ na modele powstawania planet. Model tworzenia się gorących jowiszy poprzez migrację wynikającą z oddziaływania z dyskiem protoplanetarnym, konkurował z modelem rozpraszania na skutek silnych oddziaływań grawitacyjnych między kilkoma planetami. Odkrycie dużego odsetku planet o nachylonych orbitach jest uznawane za argument przeciwko modelowi migracji, ze względu na to, że w tym modelu orbity zachowują początkowe nachylenie dysku, podczas gdy oddziaływania kilku ciał mogą zmieniać nachylenie orbit. Jednak istnieją alternatywne wyjaśnienia tego zjawiska – oś samego dysku mogła być nachylona względem osi rotacji gwiazdy, lub też niestabilność przepływu plazmy mogła zmienić oś obrotu gwiazdy^[1].

• B. ScottB.S. Gaudi B. ScottB.S., The Rossiter-McLaughlin Effect [online], 2007 .
• Y. Ohta, A. Taruya, Y. Suto. The Rossiter-McLaughlin effect and analytic radial velocity curves for transiting extrasolar planetary systems. „The Astrophysical Journal”. 622 (2), s. 1118–1135, 2005. DOI: 10.1086/428344. arXiv:astro-ph/0410499.