Comprehensive Survey of Elemental Abundances of Nearby M Dwarfs with Planet Search Data

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K20388
• 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: Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences
• Principal Investigator: ISHIKAWA Hiroyuki 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, アストロバイオロジーセンター, 特任研究員 (00910902)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: 光赤外線天文学 / 高分散分光 / 化学組成 / 低質量星 / 系外惑星

Outline of Final Research Achievements

Aiming for a unified understanding of the chemical characteristics of M dwarfs, which is essential for the characterization of planets orbiting M dwarfs, we have conducted the following three steps: (1) to extend and validate the analysis method that has been used only for relatively hot M dwarfs (effective temperature >3000 K) so that they can be applied to cooler M dwarfs, (2) to apply the above methods to 70 M dwarfs observed in the framework of a planet search project IRD-SSP, and (3) to develop an open-source code ExoJAX for calculating and fitting the model spectra taking into account the huge amount of molecular lines.

Free Research Field

赤外線天文学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人は誰しも、地球生命とは異なる生物について思いを馳せたことがあるだろう。その存在の確認が、近年急速な発展を見せる系外惑星科学の大目標の1つである。晩期M型矮星については、その周りの惑星の検出や特徴づけが現代の技術で可能であることから特に研究が進んでいる。一方でその惑星の正確な特徴づけのためにはM型星自体の化学組成の理解が重要であるが、天体の暗さや、低温ゆえにスペクトルが複雑になる等の問題に阻まれその研究は遅れていた。本研究は、これまでより高温の恒星に対してしか有効でなかった手法を拡張開発し、実際に70天体ものデータに適用したという点で、晩期M型矮星およびその惑星の理解に資する意義が大きい。