Revealing Orbital Evolution of Hot Jupiters around Hot Stars by Observations

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K20376
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0204:Astronomy, earth and planetary science, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Watanabe Noriharu 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: 軌道進化

Outline of Final Research Achievements

To clarify the orbital evolution of hot Jupiters, we measured the spin-orbit obliquity of hot Jupiters around hot stars from the detection of orbital nodal precession by spectroscopic and photometric observations of planetary eclipses (transits). Therefore, we observed the planetary orbital precession of hot Jupiters WASP-33b and TOI-1518b using spectroscopic data from the high-resolution spectrographs and transit photometric data, both of which suggest orbital evolution based on a high eccentricity transfer model.
In addition, to confirm a hot Jupiter around a hot star, we used a high-dispersion spectrograph. This observation showed the possibility of polar orbits. However, the data were too noisy to confirm, so we proposed observations with a larger telescope.

Free Research Field

系外惑星

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、実際においても惑星軌道傾斜角が傾いていた結果を示したことから、ホットジュピターの惑星軌道進化は円盤相互作用より、高離心率移動モデルを支持する形となった。この点において、ホットジュピターの軌道進化解明に一歩踏み込んだと言える。
また、惑星軌道歳差による惑星軌道傾斜角の測定例がしくないため、本研究の成果が、その測定法の基盤になりうると考えている。さらに、検出された惑星軌道歳差の数自体少なく、本研究で4例目まで増やすことができ、高温星周辺のホットジュピターにおいては、惑星軌道歳差によってトランジット観測が出来なくなる時期がいずれ訪れることを示した。