Efecto Rossiter-McLaughlin

El efecto Rossiter-McLaughlin es un fenómeno espectroscópico que se observa cuando un objeto se mueve a través de la superficie de una estrella en rotación . Se observa que la estrella experimenta una anomalía de desplazamiento al rojo causada por la ocultación de diferentes partes de su disco.

El efecto Rossiter-McLaughlin es un fenómeno espectroscópico que se observa cuando la estrella secundaria de un sistema binario eclipsante o un planeta extrasolar transitan frente a la estrella primaria o madre .

A medida que la estrella principal rota sobre su eje, un cuadrante de su fotosfera se verá acercándose al observador, mientras que el otro cuadrante visible se alejará. Estos movimientos producen desplazamientos al azul y al rojo , respectivamente, en el espectro de la estrella , que generalmente se observan como un ensanchamiento de las líneas espectrales . Cuando la estrella o el planeta secundario transita la primaria, bloquea parte del disco de esta última, impidiendo que parte de la luz desplazada llegue al observador. Esto provoca que el desplazamiento al rojo medio observado de la estrella primaria en su conjunto varíe con respecto a su valor normal. A medida que el objeto en tránsito se mueve al otro lado del disco de la estrella, la anomalía del desplazamiento al rojo cambiará de positiva a negativa, o viceversa.

La amplitud de la anomalía de corrimiento al rojo depende de la alineación mutua entre el ecuador de la estrella primaria y la trayectoria de tránsito de la secundaria. La amplitud máxima, determinada por la velocidad de rotación proyectada de la primaria v sin i , se alcanza cuando ambas están perfectamente alineadas; la secundaria comenzará a transitar la primaria en la parte del disco estelar con máximo corrimiento al azul y finalizará el tránsito en el máximo corrimiento al rojo. La desalineación entre ambas conlleva una disminución del efecto Rossiter-McLaughlin, proporcional al coseno del ángulo.

El efecto Rossiter-McLaughlin solo puede medir directamente la oblicuidad proyectada (generalmente indicada con λ ), ya que solo mide el ángulo proyectado a lo largo de la línea de visión . Para determinar la verdadera oblicuidad tridimensional (generalmente indicada con ψ ), la oblicuidad proyectada debe combinarse con los valores de inclinación del ecuador de la estrella primaria obtenidos al comparar la velocidad de rotación proyectada con el período de rotación real , y de la órbita de la estrella secundaria obtenidos a partir del parámetro de impacto de la espectroscopia de tránsito y/o Doppler , que en cambio miden el ángulo de inclinación con respecto a la línea de visión.

Este efecto se ha utilizado para demostrar que hasta el 25% de los Júpiter calientes orbitan en dirección retrógrada con respecto a sus estrellas madre, lo que sugiere firmemente que las interacciones dinámicas, en lugar de la migración planetaria , producen estos objetos si no intervienen procesos adicionales. ^{[ 1 ]}

En 1893, JR Holt propuso un método para medir la rotación estelar mediante mediciones de velocidad radial . Predijo que cuando una estrella de un sistema binario eclipsante eclipsaba a la otra, primero cubriría la mitad que avanzaba con desplazamiento al azul y luego la mitad que retrocedía con desplazamiento al rojo. Este movimiento crearía un desplazamiento al rojo en el espectro de la estrella eclipsada, seguido de un desplazamiento al azul , que se manifestaría como un cambio en la velocidad radial medida, además del causado por el movimiento orbital de la estrella eclipsada. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

El efecto recibe su nombre de Richard Alfred Rossiter y Dean Benjamin McLaughlin . ^{[ 4 ]}

• Ohta, Y.; Taruya , A. y Suto, Y. (2005). "El efecto Rossiter-McLaughlin y las curvas analíticas de velocidad radial para sistemas planetarios extrasolares en tránsito". The Astrophysical Journal . 622 (1): 1118– 1135. arXiv : astro-ph/0410499 . Bibcode : 2005ApJ...622.1118O . doi : 10.1086/428344 . S2CID 10420706 . 
• Anderson, D. ; et  al. (2010). "WASP-17b: Un planeta de densidad ultrabaja en una probable órbita retrógrada". The Astrophysical Journal . 709 (1): 159– 167. arXiv : 0908.1553 . Bibcode : 2010ApJ...709..159A . doi : 10.1088/0004-637X/709/1/159 . S2CID 53628741 . 
• Winn, J. (2006). "Exoplanetas y el efecto Rossiter-McLaughlin". En C. Afonso; D. Weldrake; T. Henning (eds.). Taller sobre planetas extrasolares en tránsito . Actas de la conferencia ASP . Vol.  366. pág.  170. arXiv : astro-ph/0612744 . Bibcode : 2007ASPC..366..170W .

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