phénomène

désalignement stellaire-planétaire

Le désalignement observé entre les axes de rotation stellaires et les plans orbitaux des disques protoplanétaires ou des planètes.
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Description

Le désalignement étoile-planète désigne l'écart observé entre l'axe de rotation d'une étoile et le plan orbital de son disque protoplanétaire ou de ses planètes. Dans le modèle le plus simple de formation du système solaire, le disque et l'étoile devraient tourner dans le même plan, mais les observations de nombreux systèmes exoplanétaires montrent des inclinaisons significatives, parfois même des orbites rétrogrades. Ce désalignement fournit des indices cruciaux sur l'histoire dynamique des systèmes planétaires, y compris les événements de diffusion violents et les interactions gravitationnelles avec des étoiles compagnes.

Histoire

Les premières mesures de désalignement ont été effectuées au début des années 2000 en utilisant l'effet Rossiter-McLaughlin, qui détecte l'alignement spin-orbite des Jupiter chauds en transit. La découverte de nombreux systèmes désalignés, dont certains avec des orbites rétrogrades, a remis en question le modèle de formation standard.

Comment ça marche

Le désalignement peut résulter de plusieurs mécanismes. L'un d'eux est le couple gravitationnel exercé par une étoile compagne distante ou une planète géante qui incline le disque après la formation de l'étoile. Un autre est le mécanisme de Kozai-Lidov, où une compagne binaire entraîne des oscillations de l'excentricité et de l'inclinaison de l'orbite d'une planète, conduisant éventuellement à une orbite inclinée ou même inversée. De plus, la diffusion planète-planète pendant les dernières étapes de la formation peut éjecter des planètes sur des orbites inclinées, laissant le système désaligné.

En pratique

La mesure de l'obliquité stellaire aide les astronomes à tester les modèles de formation et de migration planétaires, et elle est utilisée pour déduire la présence de compagnons invisibles dans les systèmes exoplanétaires.

Anecdote

Certaines exoplanètes orbitent autour de leur étoile en sens inverse, dans la direction opposée à la rotation de l'étoile, ce qui est un résultat direct d'un désalignement extrême.

Concept graph →

Formules

$$\Gamma_1 > \frac{4}{3} + k\frac{GM}{Rc^2}$$
Stellar stability requires adiabatic index above 4/3 plus GR correction.
Ce qu'il y a dans la formule
\Gamma_1variableFirst adiabatic index — indice adiabatique
MvariableMass of the star — masse kilogram
RvariableRadius of the star — rayon metre
cvariableSpeed of light — vitesse metre per second
GconstanteNewtonian gravitational constant — constante gravitationnelle = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared
kconstanteNumerical constant of order unity depending on stellar structure — structure constant = 1
\gamma_{\rmcrit}\simeq\frac{4}{3}+c\frac{gm}{rc^2} · 2606.02539v1
$$\text{MAE} = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^n |y_i - \hat{y}_i|$$
Average absolute difference between predicted and true values.
Ce qu'il y a dans la formule
MAEvariableMean absolute error — mean absolute error same as dependent variable
nvariableNumber of observations — taille de l'échantillon
y_ivariableTrue value for observation i — true value same as dependent variable
\hat{y}_ivariablePredicted value for observation i — predicted value same as dependent variable
\sum_{i=1}^nopérateurSum over all observations from 1 to n — somme
|\cdot|opérateurTakes the absolute value of the difference — valeur absolue
{mae}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n|y_i-\hat{y}_i| · 2607.06736

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