重力マイクロレンズ法によるＭ型星周りの地球質量～恒星質量までの伴星の存在量の制限

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15J01676
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 越本 直季 大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Keywords: 重力マイクロレンズ / 系外惑星

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的はM型星周りにおける地球質量から恒星質量の伴星(惑星)の存在量を見積もり、星・惑星両方の形成論に制限を与えることである。
重力マイクロレンズ法では連星系に関しては既に多くのサンプルが見つかっているが、惑星系に関してはまだサンプルが50例程度と少ない。サンプル数を増やすために7月に1か月弱、2月に約半月、ニュージーランドのMt.John天文台に滞在して、重力マイクロレンズ現象の観測を行った。我々のグループで交代して1年間観測した結果、2015年中に、8個の新たな惑星候補イベントを発見することができた。これは他の観測グループとの共同検出である。
また、惑星イベントの一つであるOGLE-2012-BLG-0950/MOA-2012-BLG-527の詳細解析を行った。重力マイクロレンズ法ではレンズ天体の質量と距離を求めることは難しいが、質量-距離関係を与える観測値を2つ観測することができれば求めることができる。本イベントの光度曲線は地球の公転の効果（パララックス効果）を含めることでうまく説明することができ、パララックス効果から質量-距離関係の一つであるマイクロレンズパララックスがわかる。また、Keck望遠鏡を用いた本天体の高空間分解能測光観測から得られるもう一つの質量-距離関係であるレンズ天体の明るさを組み合わせて解析することにより、レンズ天体までの距離が3kpc、主星の質量が0.56太陽質量で、その周りを35地球質量の惑星が周っている系であると解明した。これは、マイクロレンズパララックスとレンズ天体の明るさのみからレンズ天体の質量と距離を決定した初めてのケースである。この2つの観測値から質量と距離を求める方法は今後の宇宙望遠鏡を用いたマイクロレンズ探査において一番普遍的な方法であるため、本研究の解析手法は今後非常に重要となると期待される。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の予定では上記のOGLE-2012-BLG-0950の解析は夏に終わらせて論文を出すつもりだった。しかし、上記にあるように共同研究者からKeckの観測データを8月にもらうことができて、それを本解析に含めることとなった。Keckの観測データは解析に強力な制限を与えるものであったため、それまでの解析を大幅にやり直すこととなった。また、報告したように、マイクロレンズパララックスとレンズ天体の明るさのみを用いた解析は初めての例であり、先行研究がなかったために試行錯誤で解析を行うこととなり、当初の予定より時間がかかっている。しかし、研究成果としては当初の予定よりもはるかにインパクトの大きなものとなることが期待される。

Strategy for Future Research Activity

惑星のサンプル数を今後も観測・解析をすることにより増やしていく。特に、今回確立したレンズ天体の明るさを組み込んだ解析手法を用いて他の天体に対しても質量と距離を正確に求めたいと考えている。
同時に、目的である惑星・連星の存在量を見積もるために、イベントセレクションなどを進めていく。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Massey University/University of Auckland/Mt. John Observatory(ニュージーランド)
  • Country Name: NEW ZEALAND
  • Counterpart Institution: Massey University/University of Auckland/Mt. John Observatory
• [Int'l Joint Research] University of Notre Dame(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: University of Notre Dame
• [Int'l Joint Research] Warsaw University Observatory(ポーランド)
  • Country Name: POLAND
  • Counterpart Institution: Warsaw University Observatory
• [Int'l Joint Research] Sorbonne Universites(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: Sorbonne Universites
• [Journal Article] MOA-2010-BLG-353Lb: a possible Saturn revealed (2015)
  • Author(s): Rattenbury, N. J., Bennett, D. P., Sumi, T., Koshimoto, N., Bond, I. A., Udalski, A., Abe, F., Bhattacharya, A., Freeman, M., Fukui, A., Itow, Y., Li, M. C. A., Ling, C. H., Masuda, K., Matsubara, Y., Muraki, Y., Ohnishi, K., Saito, To., et al.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 454 Pages: 946, 951
  • DOI: 10.1093/mnras/stv2045
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] OGLE-2012-BLG-0563Lb: A Saturn-mass Planet around an M Dwarf with the Mass Constrained by Subaru AO Imaging (2015)
  • Author(s): Fukui, A., Gould, A., Sumi, T., Bennett, D. P., Bond, I. A., Han, C., Suzuki, D., Beaulieu, J.-P., Batista, V., Udalski, A., Street, R. A., Tsapras, Y., Hundertmark, M., Abe, F., Bhattacharya, A., Freeman, M., Itow, Y., Ling, C. H., Koshimoto, N., Masuda, K., et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 809 Pages: 74, 89
  • DOI: 10.1088/0004-637X/809/1/74
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] OGLE-2011-BLG-0265Lb: A Jovian Microlensing Planet Orbiting an M Dwarf (2015)
  • Author(s): Skowron, J., Shin, I.-G., Udalski, A., Han, C., Sumi, T., Shvartzvald, Y., Gould, A., Dominis Prester, D., Street, R. A., Jorgensen, U. G., Bennett, D. P., Bozza, V., Szymanski, M. K., Kubiak, M., Pietrzynski, G., Soszynski, I., Poleski, R., Kozlowski, S., Pietrukowicz, P., Ulaczyk, K., ..., Koshimoto, N., et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 804 Pages: 33, 44
  • DOI: 10.1088/0004-637X/804/1/33
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] ザララップ効果が見える重力マイクロレンズイベントへの新たな制限 (2016)
  • Author(s): 越本直季
  • Organizer: 日本天文学会2016年春季年会
  • Place of Presentation: 首都大学東京
  • Year and Date: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [Presentation] OGLE-2012-BLG-0950Lb: The Possible First Planet Mass Measurement from Only Microlens Parallax and Lens Flux (2016)
  • Author(s): Koshimoto, N.
  • Organizer: Exoplanets and Disks: Their Formation and Diversity III
  • Place of Presentation: Okinawa, Japan
  • Year and Date: 2016-02-21 – 2016-02-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Planetary Event OGLE-2012-BLG-0950: Constraining The Lens Mass with Parallax/Xallarap Effect and KECK AO Imaging (2016)
  • Author(s): Koshimoto, N.
  • Organizer: 20th Microlensing Workshop
  • Place of Presentation: Paris, France
  • Year and Date: 2016-01-13 – 2016-01-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] MOA-2012-BLG-527Lb：重力マイクロレンズ法で見つかった氷惑星 (2015)
  • Author(s): 越本直季
  • Organizer: 日本天文学会2015年秋季年会
  • Place of Presentation: 甲南大学
  • Year and Date: 2015-09-09 – 2015-09-11