ヘリウムを用いた小型惑星大気構造の観測的検証

利用氦观测验证小行星的大气结构

• 批准号: 21K13955
• 负责人: 川内 紀代恵
• 金额: $ 3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-11-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13955/
• 关键词: 太陽系外惑星; 惑星大気; 近赤外高分散分光; 系外惑星大気

現在5000個以上発見されている系外惑星のうち最も普遍的な惑星は、太陽系には存在しない地球よりは大きく海王星よりは小さい惑星（小型惑星）である。これらの惑星がどこで形成されどのように進化してきたかを調査するには、惑星大気を直接観測し大気構造を理解する必要がある。 本研究の目的は、小型惑星大気中のヘリウム存在の有無を観測し、提唱された理論と比較することで、個々の大気構造に制約を与えることである。よって海外渡航による中断から明けた8ヶ月間は、中断前に確立した手法を基に、すばる望遠鏡に搭載されている近赤外高分散分光装置（IRD）で新たに観測された2天体の小型惑星について解析をおこなった。その結果、1天体において惑星大気中のヘリウム吸収線の特徴が観測された。そこで、以前に解析した3天体を含めこれらの解析結果をすばるユーザーミーティング等で発表した。また、ヘリウム吸収線の特徴が観測された惑星は離心率を持っている。よって、恒星が惑星の前を通過する（トランジット）中の惑星の視線速度は円軌道を仮定した場合と異なる。そこで離心率を考慮した惑星の視線速度を計算し補正するパイプラインを作成した。現在、簡易な理論モデルと結果を比較し、どのような大気について制約できるかも調査しており、その結果を論文としてまとめる予定である。また、本研究でターゲットとしている天体は、トランジット系外惑星探査衛星(TESS)で新たに発見された太陽系近傍のM型星まわりの惑星である。そこで、TESSで新たに発見した惑星の半径や質量を求める観測に貢献しつつ、新たに本研究に適した天体についての大気中のヘリウムを検出するための観測提案をおこなっている。

在目前发现的5,000多个系外行星中，最普遍的行星是一个比地球大的行星（小行星），它在太阳系中不存在的地球大于海王星。为了研究这些行星的形成和进化，有必要直接观察行星的大气并了解大气结构。这项研究的目的是通过观察小行星大气中的存在或不存在氦气，并将其与提出的理论进行比较，以限制单个大气结构。因此，自从海外旅行引起的悬架以来的八个月中，我们根据悬架之前建立的方法分析了使用安装在Subaru望远镜上的近红外高色散光谱（IRD）新观察到的两个小行星。结果，在一个天体中观察到了地球大气中氦吸收线的特征。因此，这些分析的结果，包括先前分析的对象，在Subaru用户会议和其他事件中介绍。此外，观察到的氦吸收线特征的行星具有偏心率。因此，恒星在行星前（运输）前通过的行星的凝视速度与圆形轨道的假设不同。因此，我们创建了一条管道，该管道考虑到偏心率，可以计算和纠正行星的凝视速度。当前，我们正在将结果与简单的理论模型进行比较，并研究可以限制哪种气氛，并计划将结果作为论文进行编译。此外，这项研究的目标对象是围绕太阳系附近的M型恒星周围的行星，这是由公交系外行星勘探卫星（TESS）新发现的。因此，尽管有助于通过苔丝确定新发现的行星的半径和质量的观察，但我们提出了观察结果，以检测大气中适合本研究的天体。

项目成果

IAC(スペイン)

IAC（西班牙）

Search for helium in the atmosphere of small planets around M type stars

在M型恒星周围小行星的大气中寻找氦气

• 发表时间: 2023
• 作者: Kiyoe Kawauchi