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2021 Fiscal Year Annual Research Report

系外惑星の軌道・表層進化とそのリモートセンシングへの応用

Research Project

Project/Area Number 18H01247
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

須藤 靖  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90183053)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石渡 正樹  北海道大学, 理学研究院, 教授 (90271692)
河原 創  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90649758)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Keywords系外惑星 / リモートセンシング / 大気大循環モデル / 天体力学 / バイオシグニチャー
Outline of Annual Research Achievements

本年度予定していた5つの具体的研究テーマとその成果は以下の通りである。
1) 粒子法による流体シミュレ ーションを用いて、単独ではなく連星さらに3体系をなす原始惑星系円盤における相互作用が、互いの円盤進化に及ぼす力学進化を調べる。これについては、計算に磁場の効果を取り込む作業に時間を要したため、現在計算結果を解析中である。
2) 連星の周りの惑星、さらにブラックホール連星の 周りの星の3体問題を、数値シミュレーションで系統的に調べ、従来の不安定性条件のみならず、軌道不安定に至る時間スケールのパラメータ 依存性を明らかにする。これについては、従来広く用いられていた不安定境界の式が、特に公転軌道面が有意にずれている3体系の場合は正しくないことを発見し、あらたな条件を数値的に求めることに成功した。
3) 約100個の太陽型恒星に対して、この測光的周期解析と、星震学による周期推定を比較することで、測光的自転周 期推定の信頼性を検証する。3年近く費やしたこの解析結果をまとめて、論文として公表することができた。
4) 観測されている複数の原始惑星系円盤のダスト分布を初期条件として、それから生まれる複数惑星の軌道安定性を調べるとともに、それ らの多様性を評価する。このテーマに関しても、現時点で得られている惑星系円盤を系統的に調べ、ほとんどが安定であるものの、数個は興味深いアーキテクチャーを持つ惑星系を生み出すことを理論的に発見し、論文として公表した。
5) トランジット惑星系の分光観測(ロシター・マクローリン効果)の解析においては従来、殆どの場合星表面の微分回転の効果が無視されていた。そこで、微分回転の効果を考慮したロシター・マクローリン効果の 解析的な近似公式を導き、微分回転の観測可能性を議論し、論文として発表することができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定していた5つの具体的テーマのうち、4つについては予定通り研究をまとめて論文として発表することができた。流体力学的シミュレーションが必要な1)については、磁場の影響を取り込むべきであるということになり、そのコードの開発と検証に予想以上の時間がかかり、やや遅れている。しかし、計算そのものはほぼ終了したので、現在その結果を解析し、論文にまとめている最中である。

Strategy for Future Research Activity

今課題として予定していた、系外惑星の軌道・表層進化とそのリモートセンシングへの応用については、これまでの研究で、ある程度の成果が得られた。今後は、それをもとにして、より天体力学的な少数多体系の安定性と、その天文学的観測可能性について研究する方向を目指しつつある。

  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022

All Journal Article (14 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Peer Reviewed: 14 results,  Open Access: 12 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Lagrange versus Lyapunov Stability of Hierarchical Triple Systems: Dependence on the Mutual Inclination between Inner and Outer Orbits2023

    • Author(s)
      Hayashi Toshinori、Trani Alessandro A. 、Suto Yasushi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 943 Pages: 58~58

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acac1e

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a Line-by-Line and a Correlated <i>k</i>-Distribution Radiation Models for Planetary Atmospheres2023

    • Author(s)
      TAKAHASHI Yoshiyuki O.、HAYASHI Yoshi-Yuki、HASHIMOTO George L.、KURAMOTO Kiyoshi、ISHIWATARI Masaki
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 101 Pages: 39~66

    • DOI

      10.2151/jmsj.2023-003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modeling photometric variations due to a global inhomogeneity on an obliquely rotating star: Application to light curves of white dwarfs2022

    • Author(s)
      Suto Yasushi、Sasaki Shin、Aizawa Masataka、Fujisawa Kotaro、Kashiyama Kazumi
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 75 Pages: 103~119

    • DOI

      10.1093/pasj/psac093

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Meta-analysis of Photometric and Asteroseismic Measurements of Stellar Rotation Periods: The Lomb?Scargle Periodogram, Autocorrelation Function, and Wavelet and Rotational Splitting Analysis for 92 Kepler Asteroseismic Targets2022

    • Author(s)
      Lu Yuting、Benomar Othman、Kamiaka Shoya、Suto Yasushi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 941 Pages: 175~175

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac9906

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Analytic model for photometric variation due to starspots on a differentially rotating star2022

    • Author(s)
      Suto Yasushi、Sasaki Shin、Nakagawa Yuta、Benomar Othman
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 74 Pages: 857~876

    • DOI

      10.1093/pasj/psac039

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Architecture of Planetary Systems Predicted from Protoplanetary Disks Observed with ALMA. II. Evolution Outcomes and Dynamical Stability2022

    • Author(s)
      Wang Shijie、Kanagawa Kazuhiro D.、Suto Yasushi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 932 Pages: 31~31

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac68de

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dynamical Disruption Timescales and Chaotic Behavior of Hierarchical Triple Systems2022

    • Author(s)
      Hayashi Toshinori、Trani Alessandro A.、Suto Yasushi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 939 Pages: 81~81

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac8f48

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Autodifferentiable Spectrum Model for High-dispersion Characterization of Exoplanets and Brown Dwarfs2022

    • Author(s)
      Kawahara Hajime、Kawashima Yui、Masuda Kento、Crossfield Ian J. M.、Pannier Erwan、van den Bekerom Dirk
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      Volume: 258 Pages: 31~31

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ac3b4d

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Polarization-based Speckle Nulling Using a Spatial Light Modulator to Generate a Wide-field Dark Hole2022

    • Author(s)
      Murakami Naoshi、Yoneta Kenta、Kawai Kenya、Kawahara Hajime、Kotani Takayuki、Tamura Motohide、Baba Naoshi
    • Journal Title

      The Astronomical Journal

      Volume: 163 Pages: 129~129

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ac3510

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dippers from TESS Full-frame Images. II. Spectroscopic Characterization of Four Young Dippers2022

    • Author(s)
      Kasagi Yui、Kotani Takayuki、Kawahara Hajime、Tajiri Tomoyuki、Muto Takayuki、Aizawa Masataka、Fujii Michiko S.、Hattori Kohei、Masuda Kento、Momose Munetake、Ohsawa Ryou、Takita Satoshi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      Volume: 259 Pages: 40~40

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ac4e8b

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Global Mapping of Surface Composition on an Exo-Earth Using Sparse Modeling2022

    • Author(s)
      Kuwata Atsuki、Kawahara Hajime、Aizawa Masataka、Kotani Takayuki、Tamura Motohide
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 930 Pages: 162~162

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac64a1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A super-Earth orbiting near the inner edge of the habitable zone around the M4.5?dwarf Ross?5082022

    • Author(s)
      Harakawa Hiroki、Takarada Takuya、Kasagi Yui、Hirano Teruyuki、Kotani Takayuki、Kuzuhara Masayuki、Omiya Masashi、Kawahara Hajime、et al.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 74 Pages: 904~922

    • DOI

      10.1093/pasj/psac044

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fast optical flares from M-dwarfs detected by a one-second-cadence survey with Tomo-e Gozen2022

    • Author(s)
      Aizawa Masataka、Kawana Kojiro、Kashiyama Kazumi、Ohsawa Ryou、Kawahara Hajime et al.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 74 Pages: 1069~1094

    • DOI

      10.1093/pasj/psac056

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Images of embedded Jovian planet formation at a wide separation around AB Aurigae2022

    • Author(s)
      Currie Thayne、Lawson Kellen、Schneider Glenn、Lyra Wladimir、Wisniewski John、Grady Carol、Guyon Olivier、Tamura Motohide、Kotani Takayuki、Kawahara Hajime et al.
    • Journal Title

      Nature Astronomy

      Volume: 6 Pages: 751~759

    • DOI

      10.1038/s41550-022-01634-x

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Signatures of an inner binary black hole with a tertiary orbiting star2023

    • Author(s)
      Yasushi Suto
    • Organizer
      the World Copernican Congress
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Lagrange and Lyapunov stabilities of hierarchical triple systems2022

    • Author(s)
      Yasushi Suto
    • Organizer
      the 10th KIAS workshop on Cosmology and Structure Formation
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 20世紀科学論文集 現代宇宙論の誕生2022

    • Author(s)
      須藤 靖
    • Total Pages
      268
    • Publisher
      岩波書店
    • ISBN
      978-4003395110

URL: 

Published: 2023-12-25  

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