多様なアーカイブデータの統合で迫る太陽系外惑星の軌道の多様性の起源

通过整合不同的档案数据揭示系外行星轨道多样性的起源

• 批准号: 21K13980
• 负责人: 増田 賢人
• 金额: $ 1.58万
• 依托单位: Osaka University
• 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: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13980/
• 关键词: 太陽系外惑星; 恒星の自転進化; 測光観測; 惑星形成; 原始惑星系円盤; 系外惑星

太陽系外の惑星には、円形でない軌道や、恒星の自転に対し傾いた軌道をもつものが存在する。これらの惑星系と、ほぼ円形でよく揃った惑星軌道をもつ太陽系 との差異がどのように生じたかは明らかになっていない。地上・宇宙の様々な望遠鏡で取得されたデータを組み合わせることで、[I] 惑星の軌道形状の主星質量 への依存性 [II] 恒星の自転に対する原始惑星系円盤の傾きを調べることで、系外惑星軌道の多様性の起源に迫るのが本研究の目的である。本年度は[I]について、昨年度に得られた結果を投稿論文としてまとめる準備を行った。[II]については、現状利用可能なサンプルのみに基づく場合、恒星の自転に対する原始惑星系円盤の傾きの分布はごく一部のサンプルに結果が強く影響されており、統計的に頑強な結論を引き出すことは困難であることが明らかになった。そのためこのテーマについては一時研究を中断している。しかしその過程で、本研究で用いるような時系列測光データを用いた恒星の自転周期検出において、年齢に依存する観測バイアスが存在するという示唆を得た。そこでケプラー探査機データから自転周期が探査されたサンプルを用いてバイアスの年齢依存性を定式化する新たな方法論を確立し、年齢依存性を初めて明確に示した。この結果は2本の査読論文として出版されており（Masuda 2022a, ApJ 933, 195; Masuda 2022b, ApJ 937, 94)、恒星の自転周期を用いて年齢が決定されたあらゆるサンプルの解釈の基盤をなすものである。

太阳系外的一些行星具有非圆形轨道或相对于恒星自转倾斜的轨道。目前尚不清楚这些行星系统与太阳系有何不同，太阳系具有接近圆形、排列良好的行星轨道。通过结合地面和太空中各种望远镜获得的数据，我们可以研究[I]行星轨道形状对主恒星质量的依赖性，以及[II]原行星盘相对于恒星自转的倾角这项研究的目的是调查系外行星轨道多样性的起源。今年，关于[I]，我们准备将去年获得的结果总结为提交的论文。关于[II]，当仅基于现有样本时，原行星盘相对于恒星自转的倾角分布受到少量样本的强烈影响，很难得出统计上稳健的结论事实证明提取很困难。因此，该课题的研究暂时停止。然而，在此过程中，我们得到的建议是，使用时间序列光度数据（例如本研究中使用的数据）检测恒星的自转周期存在与年龄相关的观测偏差。因此，我们建立了一种新的方法，使用从开普勒航天器数据探测自转周期的样本来制定偏差的年龄依赖性，并首次清楚地证明了年龄依赖性。这些结果发表在两篇同行评审论文中（Masuda 2022a, ApJ 933, 195；Masuda 2022b, ApJ 937, 94），为解释任何使用恒星自转周期确定年龄的样本提供了基础。就是你所做的。

项目成果

射影自転速度と半径を用いた恒星の自転周期分布の推定: 磁気制動則への示唆

使用投影旋转速度和半径估计恒星旋转周期分布：对磁制动定律的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Kento Masuda; Erik A. Petigura; Oliver J. Hall;増田賢人;増田賢人
• 通讯作者: 増田賢人

On the Evolution of Rotational Modulation Amplitude in Solar-mass Main-sequence Stars

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac7527
• 发表时间: 2022-06
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: K. Masuda

ESTEC(オランダ)

ESTEC（荷兰）

Inferring the rotation period distribution of stars from their projected rotation velocities and radii: Application to late-F/early-G Kepler stars

从恒星的预计旋转速度和半径推断其旋转周期分布：应用于晚 F/早 G 开普勒星

• DOI: 10.1093/mnras/stab3650
• 发表时间: 2022
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Kento Masuda; Erik A. Petigura; Oliver J. Hall
• 通讯作者: Oliver J. Hall

University of California, Los Angeles(米国)

加州大学洛杉矶分校（美国）