系外ガス惑星から探るガス惑星の形成史と内部構造の複合的研究

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11J03491
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: 堀 安範 国立天文台, 理論研究部, 特別客員研究員
• Keywords: ガス惑星 / N体計算 / 視線速度法 / 準巨星 / GRAPE / ケプラー宇宙望遠鏡 / 木星 / 土星

Research Abstract

■「準巨星周りのガス惑星分布の解明」
2011年および2012年度は、ケプラー宇宙望遠鏡の観測データをもとにして、準巨星周りのガス惑星の存在頻度を統計的に評価した。しかし、ケプラーのサンプル数は低質量の恒星に比重を置いているため、非常に限られていた。そこで、最終年度の2013年度、岡山観測所への観測提案が採択されたことを受けて、180cm望遠鏡を用いた準巨星周りのガス惑星探索(視線速度法を採用)を実施した。視線速度法では、十分な精度で暗いターゲットを同定するためには、長期間(1-2年間)の継続観測を要する。本年度の取得データだけではデータ点が不足しているため、発見したガス惑星候補天体の最終的な同定には至っていない。この点については、今後の課題として継続観測が必要と考えている。
■「コア形成からガス惑星形成史の解明」
2011年および2012年度と同様に、2013年度も中心星近傍から遠方領域(太陽-地球の1/100,1/10,1倍の3パターン)のガス惑星存在下で、ガス惑星誕生の種となる固体核(コア)形成の数値計算(N体計算 : 粒子同士の重力相互作用を計算手法)を国立天文台の専用計算機GRAPE-DRで実施した。各領域でのコア形成の違い、具体的には粒子の衝突/軌道進化の振る舞いを定性的に明らかにした。一方で、木星・土星の軌道付近での計算は実施出来ていない。なぜなら、現在の計算資源では、1万個の粒子の軌道進化を追う計算が限界のため、遠方領域の大規模な粒子数を取り扱うことが今後の発展課題として残されている。将来的に大型計算機を確保し、この問題を解決する大規模計算をして行くことを考えている。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Research Products

• [Journal Article] Impact of Photoevaporative Mass Loss on Masses and Radii of Water-rich Sub/super-Earths (2014)
  • Author(s): Kurosaki, K., Ikoma, M., Hori, Y.
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics Volume: Vol.562 Pages: A80:1-14
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201322258
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multi-Color Transit Photometry of GJ 1214b through BJHKs-Bands and a Long-Term Monitoring of the Stellar Variability of GJ 1214 (2013)
  • Author(s): Narita, N., Fukui, A., Ikoma, M., Hori, Y., Kurosaki, K., Kawashima, Y., Nagayama, T., Onitsuka, M., Sukom, A., Nakajima, Y., Tamura, M., Kuroda, D., Yanagisawa, K., Hirano, T., Kawauchi, K., Kuzuhara, M., Ohnuki, H., Suenaga, T., Takahashi, Y. H., Izumiura, H., Kawai, N., Yoshida
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: Vol. 773 Pages: 144:1-10
  • DOI: 10.1088/0004-637X/773/2/144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct Imaging of a Cold Jovian Exoplanet in Orbit around the Sun-like Star GJ 504 (2013)
  • Author(s): Kuzuhara, M., Tamura, M., Kudo, T., Janson, M., Kandori, R., Brandt, T. D., Thalman, C., Spiegel, D., Biller, B., Carson J., Hori, Y., Suzuki, R, Burrows, A., Henning, T., Turner, E. L., Mc Elwain, M. W., Moro-Martin, A., Suenaga, T., Takahashi, Y. H., Kwon, J., et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: Vol.774 Pages: 11:1-18
  • DOI: 10.1088/0004-637X/774/1/11
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 散開星団における惑星の生存率 (2014)
  • Author(s): 藤井通子, 堀安範
  • Organizer: 日本天文学会 春季年会
  • Place of Presentation: 国際基督教大学(東京都)
  • Year and Date: 2014-03-21
• [Presentation] 地球型惑星検出のためのすばる赤外線ドップラー分光器の開発 : 7 (2014)
  • Author(s): 小谷隆行, 周藤浩士, 黒川隆志, 神戸栄治, 森野潤一, 寺田宏, 小久保英一郎, 鈴木竜二, 成田憲保, 工藤智幸, 日下部展彦, 西山正吾, 林正彦, 堀安範, 福井暁彦, 權靜美, Oliver Guyon, 田村元秀, 西川淳, 青木和光, 他IRDチーム
  • Organizer: 日本天文学会 春季年会
  • Place of Presentation: 国際基督教大学(東京都)
  • Year and Date: 2014-03-21
• [Presentation] Water content and hydrogen-rich atmospheres of sub-/super-Earths orbiting cool stars (2014)
  • Author(s): Hori, Y., Ida, S., & Lin, D. N. C.
  • Organizer: Exoclimes III : The Diversity of Planetary Atmospheres
  • Place of Presentation: Davos Congress Center (Switzerland)
  • Year and Date: 2014-02-13
• [Presentation] Multi-Color Simultaneous Transit Photometry of Planets around Cool Host Stars (2014)
  • Author(s): Narita, N., Fukui, A., Ikoma, M., Hori, Y., Kurosaki, K., Kawashima. Y.
  • Organizer: Exoclimes III : The Diversity of Planetary Atmospheres
  • Place of Presentation: Davos Congress Center (Switzerland)
  • Year and Date: 2014-02-13
• [Presentation] 大気スペクトルと理論研究の進展 (2014)
  • Author(s): 堀 安範
  • Organizer: トランジット観測検討会
  • Place of Presentation: 由布院温泉 別荘ふるさと(大分県)
  • Year and Date: 2014-01-27
• [Presentation] 太陽系外巨大惑星(大気)の今とこれから (2014)
  • Author(s): 堀安範
  • Organizer: 系外惑星大気ワークショップ2014/惑星大気研究会
  • Place of Presentation: 国立天文台(東京都)
  • Year and Date: 2014-01-06
  • Invited
• [Presentation] N-body Simulations for Planetary Accretion in the Presence of Hot Jupiter (2013)
  • Author(s): Oshino, S. & Hari, Y.
  • Organizer: The 5th Subaru International Conference, Exoplanets and Disks : Their Formation and Diversity II
  • Place of Presentation: Sheraton Kona Resort & Spa at Keauhou Bay (USA)
  • Year and Date: 2013-12-09
• [Presentation] Atmospheric Study of Transiting Planets through Optical and Infrared Observations (2013)
  • Author(s): Fukui, A., Narita, N., Ikoma, M. & Hori, Y
  • Organizer: The 5th Subaru International Conference, Exoplanets and Disks : Their Formation and Diversity II
  • Place of Presentation: Sheraton Kona Resort & Spa at Keauhou Bay (USA)
  • Year and Date: 2013-12-09
• [Presentation] Characterizing Low-Mass Planets Orbiting Cool Stars with Water and Hydrogen (2013)
  • Author(s): Hori, Y., Ida, S., Lin, D. N. C
  • Organizer: The 5th Subaru International Conference, Exoplanets and Disks : Their Formation and Diversity II
  • Place of Presentation: Sheraton Kona Resort & Spa at Keauhou Bay (USA)
  • Year and Date: 2013-12-09
• [Presentation] 低温度星周りの惑星の姿に迫る (2013)
  • Author(s): 堀安範
  • Organizer: 若手研究者による分野間連携研究ワークショップ
  • Place of Presentation: ICT文化ホール(沖縄県)
  • Year and Date: 2013-11-23
• [Presentation] 巨大ガス惑星の影響下での微惑星集積のN体計算 (2013)
  • Author(s): 押野翔一, 堀 安範
  • Organizer: 日本惑星科学会 秋季講演会
  • Place of Presentation: 石垣市民会館(沖縄県)
  • Year and Date: 2013-11-20
• [Presentation] スーパーアースGJ1214bの多波長トランジット観測とその惑星大気組成 (2013)
  • Author(s): 成田憲保, 福井暁彦, 生駒大洋, 堀安範, 黒崎健二, 川島由依, 永山貴宏, 鬼塚昌宏
  • Organizer: 日本惑星科学会 秋季講演会
  • Place of Presentation: 石垣市民会館(沖縄県)
  • Year and Date: 2013-11-20
• [Presentation] 短周期低質量系外惑星の内部組成と起源 : 大気スペクトル観測の重要性 (2013)
  • Author(s): 生駒大洋, 成田憲保, 福井暁彦, 堀安範, 黒崎健二, 川島由衣
  • Organizer: 日本惑星科学会 秋季講演会
  • Place of Presentation: 石垣市民会館(沖縄県)
  • Year and Date: 2013-11-20
• [Presentation] 南極赤外線望遠鏡による地球型系外惑星(スーパーアース)の水蒸気大気検出 (2013)
  • Author(s): 市川 隆, 成田憲保, 福井暁彦, 堀 安範
  • Organizer: 第4回 極域科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所(東京都)
  • Year and Date: 2013-11-15
• [Presentation] Water Content and Hydrogen-Rich Atmospheres of ExoEarths Orbiting Cool Stars (2013)
  • Author(s): Hori, Y., Ida, S., Lin, D. N. C.
  • Organizer: The 1st COSPAR Symposium "Planetary Systems of our Sun and other Stars, and the Future of Space Astronomy
  • Place of Presentation: Centara Grand at Central Plaza Ladprao (Thailand)
  • Year and Date: 2013-11-14
• [Presentation] Threshold Mass and Radii for Survival of Photo-Evaporating Low-Density Low-Mass Planets Orbiting G-Type and M-Type Stars (2013)
  • Author(s): Kurosaki, K., Ikoma, M., & Hori, Y.
  • Organizer: Second Kepler Science Conference
  • Place of Presentation: NASA Ames Research Center (USA)
  • Year and Date: 2013-11-06
• [Presentation] 大気スペクトルと形成論から探る系外地球型惑星の特徴付け (2013)
  • Author(s): 堀 安範
  • Organizer: 理論天文学研究会2013
  • Place of Presentation: 湯河原温泉 四季彩(神奈川県)
  • Year and Date: 2013-10-23
• [Presentation] 大気スペクトルから探るSuper-Earthの内部組成と起源 (2013)
  • Author(s): 堀 安範
  • Organizer: 南極赤外線望遠鏡ワークショップ
  • Place of Presentation: 東北大学 北青葉山キャンパス(宮城県)
  • Year and Date: 2013-09-13
• [Presentation] 地球型惑星検出のためのすばる赤外線ドップラー分光器の開発 (2013)
  • Author(s): 小谷隆行, 周藤浩士, 黒川隆志, 神戸栄治, 森野潤一, 寺田宏, 小久保英一郎, 鈴木竜二, 成田憲保, 工藤智幸, 日下部展彦, 西山正吾, 林正彦, 堀安範, 福井暁彦, 權靜美, Olver Guyon, 田村元秀, 西川淳, 青木和光, 他 IRDチーム
  • Organizer: 日本天文学会 秋季年会
  • Place of Presentation: 東北大学 川内北キャンパス(宮城県)
  • Year and Date: 2013-09-12
• [Presentation] 低温度星周りの系外地球型惑星の大気および水の存在量 (2013)
  • Author(s): 堀 安範, 井田茂, D. N. C. Lin
  • Organizer: 日本天文学会 秋季年会
  • Place of Presentation: 東北大学 川内北キャンパス(宮城県)
  • Year and Date: 2013-09-12
• [Presentation] 『水』と太陽系外惑星の生命居住可能性 (2013)
  • Author(s): 堀 安範
  • Organizer: 若手研究者による分野間連携プロジェクト「低温度星周りの生命居住可能惑星における光合成生物特性の考察とその観測に向けて」テーマA(理論・実験)ワークショップ
  • Place of Presentation: 浜名湖ロイヤルホテル(静岡県)
  • Year and Date: 2013-09-07
• [Presentation] Characterizing ExoEarths Orbiting Cool Stars (2013)
  • Author(s): 堀 安範, 井田茂, D. N. C, Lin
  • Organizer: 惑星形成理論研究会
  • Place of Presentation: 小豆島ふるさと村(香川県)
  • Year and Date: 2013-08-27
• [Presentation] Transit観測から探る系外惑星の大気 (2013)
  • Author(s): 堀 安範
  • Organizer: Transit観測から探る系外惑星の大気, トランジット観測検討会
  • Place of Presentation: ダイヤモンド瀬戸内マリンホテル
  • Year and Date: 2013-08-25
• [Presentation] Theoretical mass-radius relationships of water-rich low-mass exoplanets : effects of thermal evolution and mass loss (2013)
  • Author(s): Kurosaki, K., Ikoma, M., & Hori, Y.
  • Organizer: Protostars & Planets VI
  • Place of Presentation: Heidelberg City Convention Hall (Germany)
  • Year and Date: 2013-07-18
• [Presentation] スーパーアースの限界半径とKeplerデータの比較 (2013)
  • Author(s): 黒崎健二, 生駒大洋, 堀 安範
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会 2013
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2013-05-21
• [Presentation] 低温度星周りでの低質量惑星の特徴付け : 水の存在量と大量 (2013)
  • Author(s): 堀 安範, 井田 茂, D. N. C. Lin
  • Organizer: 日本惑星科学会 秋季講演会
  • Place of Presentation: 石垣市民会館(沖縄県)
  • Year and Date: 2013-01-20