観測による高温星周辺のホットジュピターの軌道進化の解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K20376
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡辺 紀治 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任研究員 (20909593)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2024-03-31
• Keywords: 系外惑星 / 軌道進化

Outline of Annual Research Achievements

本年度は昨年度に引き続き、研究課題「観測による高温星周辺のホットジュピターの軌道進化の解明」に沿って、恒星面をトランジットする高温星周辺のホットジュピターTOI-1518bに対し、新たな分光データを加えて軌道歳差測定を行った。本研究により、真の惑星軌道傾斜角の取りうる範囲を制限したところ、極軌道に近い軌道を示し、形成直後の惑星同士のによる重力散乱、または、伴星との相互作用による軌道進化をした可能性を示した。また、インパクトパラメーターの変化率から、主星の内部構造の柔らかさを示すパラメーター(ラブ数)の算出を行い、太陽よりも硬い内部構造であることを示唆し、恒星分野にも波及できた。この研究成果について、科学雑誌 PASJに論文発表、国内の研究会で3回に渡る口頭とポスターの発表、国際会議でのポスター発表を行なった。
また、本年度は、TESSが減光を確認した、とある高温星周辺のホットジュピター候補の発見確を、口径3.8mのせいめい望遠鏡の高分散分光器GAOES-RVでトランジット分光観測を行った。しかし、トランジット中の恒星ラインプロファイルに現れる惑星の影が目立って現れなかったため、グリッドサーチで惑星軌道傾斜角を算出したところ、この惑星も極軌道に近い結果であり、重力散乱か伴星による軌道進化の可能性を示した。このホットジュピター候補の発見確認を確実なものにする、つまり、惑星の影を直接検出するために、口径8mのGEMINI望遠鏡の高分散分光器MAROON-XとLCO2m望遠鏡の多色撮像カメラMuSCAT3を使用した観測のプロポーザルを提出した。

Research Products

• [Journal Article] Nodal precession of a hot Jupiter transiting the edge of a late A-type star TOI-1518 (2024)
  • Author(s): Watanabe, N., Narita, N., Hori, Y.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1093/pasj/psae019
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Characterization of starspots on a young M-dwarf K2-25: multiband observations of stellar photometric variability and planetary transits (2024)
  • Author(s): Mori, M., Ikuta, K., Fukui, A., Narita, N., de Leon, J. P., Livingston, J. H., Ikoma, M., Kawai, Y., Kawauchi, K., Murgas, F., Palle, E., Parviainen, H., Fernandez Rodriguez, G., Terada, Y., Watanabe, N., Tamura, M.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 530 Pages: 167-189
  • DOI: 10.1093/mnras/stae841
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The flipped orbit of KELT-19Ab inferred from the symmetric TESS transit light curves (2024)
  • Author(s): Kawai, Y., Narita, N., Fukui, A., Watanabe, N., Inaba, S.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 528 Pages: 270-280
  • DOI: 10.1093/mnras/stad3915
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TOI 4201 b and TOI 5344 b: Discovery of Two Transiting Giant Planets around M-dwarf Stars and Revised Parameters for Three Others (2023)
  • Author(s): Hartman, J. D., Bakos, G. A., Csubry, Z., Howard, A. W., Isaacson, H., Giacalone, S., Chontos, A., Narita, N., Fukui, A., de Leon, J. P., Watanabe, N., Mori, M., Kagetani, T., Fukuda, I., Kawai, Y., Ikoma, M., Palle, E., Murgas, F., Esparza-Borges, E., Parviainen, H., Bouma, L. G., Cointepas, M., Bonfils, X., et al.
  • Journal Title: The Astronomical Journal Volume: 163 Pages: 23
  • DOI: 10.3847/1538-3881/acf56e
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A close-in giant planet transiting a metal-rich mid-M dwarf (2023)
  • Author(s): Kagetani, T., Narita, N., Kimura, T., Hirano, T., Ikoma, M., Ishikawa, H. T., Giacalone, S., Fukui, A., Kodama, T., Gore, R., Schroeder, A., Hori, Y., Kawauchi, K., Watanabe, N., Mori, M., Zou, Y., Ikuta, K., Krishnamurthy, V., Zink, J., Hardegree-Ullman, K., Harakawa, H., Kudo, T., Kotani, T., Kurokawa, T., et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 75 Pages: 713-721
  • DOI: 10.1093/pasj/psad031
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Nodal Precession of a Hot Jupiter Transiting Edge of a Late A Type Star: TOI-1518 (2024)
  • Author(s): Watanabe, N., Narita, N., Hori, Y., E. Palle
  • Organizer: Extreme Solar Systems V
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ホットジュピターTOI-1518bの軌道歳差観測と主星構造パラメーターの測定 (2023)
  • Author(s): 渡辺紀治、成田憲保、堀安範
  • Organizer: 新学術「星・惑星形成」2023年度大研究会
• [Presentation] 高温星周辺のホットジュピターTOI-1518bの軌道歳差観測 (2023)
  • Author(s): 渡辺紀治、成田憲保、堀安範
  • Organizer: 日本惑星科学会2023年秋季講演会
• [Presentation] 高温星周辺のホットジュピターTOI-1518bの軌道歳差観測 (2023)
  • Author(s): 渡辺紀治、成田憲保、堀安範
  • Organizer: 日本天文学会2023年秋季年会
• [Presentation] Nodal Precession of a Hot Jupiter Transiting Edge of a Late A Type Star: TOI-1518 (2023)
  • Author(s): Watanabe, N., Narita, N. and Hori, Y.
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • Int'l Joint Research