トランジット惑星系の観測による惑星形成理論の検証と新たな惑星探査

通过观测凌日行星系统验证行星形成理论并探索新行星

基本信息

批准号：
10J05935
负责人：
平野照幸
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的はトランジット惑星系の観測を通じて,惑星の形成・進化に対して観測的制限を加える事である。この目的のため,昨年度は以下の2点を中心に研究を行った。(1)これまで行ってきた研究を継続し,すばる望遠鏡での分光観測とケプラー望遠鏡による測光観測を組み合わせて,星の自転軸傾斜角という量を推定した。トランジット惑星系では,星の自転軸傾斜角は星の自転軸と惑星の公転軸の関係について示唆を与える。全部で約30天体を解析したが,その結果として約5天体については星の自転軸と惑星の公転軸が優位にずれている可能性があるという示唆が得られた。この発見はサイズの小さい惑星の起源・進化を議論する上で数少ない機会を与える。(2)これまでに引き続きトランジット惑星系のロシター効果の観測を行った。今回新たな試みとして,惑星が複数トランジットする系に対して初めてロシター効果の測定を実施した。ケプラー宇宙望遠鏡が発見した惑星系候補天体「KOI-94」に対してロシター効果の観測を実施し,結果として木星型惑星KOI-94.01の公転軸と中心星の自転軸が約10゜の範囲内でよく揃っている事を示した。これは複数惑星系に対する初のロシター効果の検出である。さらにロシター効果の観測を計画しているうちに,ケプラー宇宙望遠鏡の公開しているアーカイブ測光データの中で,「惑星同士の食」という極めて珍しい天体現象を発見した。これは2つの惑星が同士のトランジットをし,その最中に惑星同士が光球面上で重なり合うという現象である。この現象自体非常に珍しいものであるが,この「惑星同士の食」の測光データのパターンの測光解析から2つの惑星の公転軸が非常によく揃っている事も突き止めた。これは複数惑星系の進化を議論する際に重要な制限となる。

这项研究的目的是通过对凌日行星系统的观测，对行星的形成和演化施加观测限制。为此，去年的研究主要集中在以下两点。 (1) 继续我们迄今为止所做的研究，我们结合斯巴鲁望远镜的光谱观测和开普勒望远镜的光度观测来估计恒星自转轴的倾角。在凌日行星系统中，恒星自转轴的倾角表明了恒星自转轴与行星轨道轴之间的关系。总共对约30个天体进行了分析，结果表明，对于约5个天体，恒星的自转轴和行星的轨道轴可能存在显着的错位。这一发现为讨论小行星的起源和演化提供了难得的机会。 (2)我们继续观测凌日行星系统中的罗西特效应。作为一种新的尝试，我们首次在多行星凌日的系统中进行了罗西特效应的测量。对开普勒太空望远镜发现的行星系统候选天体“KOI-94”进行了罗西特效应的观测，结果发现了类木行星KOI-94.01的轨道轴和中心的自转轴星星的角度在 10 度左右，表明它们排列得很好。这是首次在多行星系统中探测到罗西特效应。此外，在计划观测罗西特效应时，我们在开普勒太空望远镜发布的存档光度数据中发现了一种极其罕见的天文现象，称为“行星食”。这是两颗行星相互凌日的现象，在凌日过程中，行星在光球层上重叠。这种现象本身极为罕见，但通过对这次“行星日食”的光度数据模式进行光度分析，我们还发现两颗行星的轨道轴非常对齐。在讨论多行星系统的演化时，这是一个重要的限制。