現代の衛星観測における赤色巨星の星震学

• Project/Area Number: 13F03316
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 柴橋 博資 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30126081)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): BENOMAR OTHMAN 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員 ; BENOMAR Othman 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員 ; BENOMAR Othman 東京大学, 大学院理学系研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2015: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
• Keywords: 星震学 / 恒星 / 自転 / 波動 / 角運動量輸送 / 恒星脈動 / 赤色巨星 / 系外惑星

Outline of Annual Research Achievements

恒星の内部自転は、磁場を生成させて多様な活動性を引き起こしたり、遠心力が内部構造に影響を与えることから、星の進化を考える上で重要な要素である。しかし、自転を考慮する際には２次元構造を解かねばならないこと、及び自転構造そのものがどうあるべきか、どう進化するものかが不明であるため、理論の空白に近い状態であった。
一方、観測的には、大質量星の最終形態である中性子星は、自転周期が約１秒のオーダーのものが多く、主系列段階の大質量星が角運動量を保ったまま中性子星になった場合より遥かに遅い。同様のことは、小質量星の最終形態である白色矮星についても言える。そこで、星は最終形態になる以前のどこかの段階で角運動量を放出するものと考えられる。
従来は、星が角運動量を損失するのは、大量の質量放出を起こす赤色巨星段階末期と思われてきたが、ケプラー宇宙望遠鏡を駆使した星震学的研究により、赤色巨星初期もしくは準巨星段階において、中心部と表層との自転周期の差は、予想よりかなり小さいことが分かり、準巨星段階よりもっと早い段階で、角運動量の再配分が起きていると結論されるようになった。よって、主系列段階で既に角運動量の再配分が起きていることになる。実際、太陽の輻射層では、ほぼ均一回転であることが日震学から分かっている。また、幾つかのA型主系列星もほぼ均一回転であることが最近の星震学から分かって来ている。
この研究では、22個の太陽型主系列星について、星震学から決めた内部自転と、分光学的に決めた表面の回転とを比較し、内部深くでの自転が表面の自転に比べてどれくらい速いかを検証した。結果は、内部深くでの自転は表面での自転のたかだか２倍速いにとどまり、均一回転に近いものが多数あることが分かった。
このことから、主系列星段階で既に、星内部で角運動量を均一化させる様に効率的に輸送されていることが結論される。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Oscillation frequencies for 35 Kepler solar-type planet-hosting stars using Bayesian techniques and machine learning (2016)
  • Author(s): Davies, G. R., Silva Aguirre, V., Bedding, T. R., Handberg, R., Lund, M. N., Chaplin, W. J., Huber, D., White, T. R., Benomar, O., Hekker, S., Basu, S., Campante, T. L., Christensen-Dalsgaard, J., Elsworth, Y., Karoff, C., Kjeldsen, H., Lundkvist, M. S., Metcalfe, T. S., & Stello, D.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 456 Issue: 2 Pages: 2183-2195
  • DOI: 10.1093/mnras/stv2593
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Spin-Orbit Alignment of Exoplanet Systems: Ensemble Analysis Using Asteroseismology (2016)
  • Author(s): Campante, T. L., Lund, M. N., Kuszlewicz, J. S., Davies, G. R., Chaplin, W. J., Albrecht, S., Winn, J. N., Bedding, T. R., Benomar, O., et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 819 Issue: 1 Pages: 85-85
  • DOI: 10.3847/0004-637x/819/1/85
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Nearly uniform internal rotation of solar-like main-sequence stars revealed by space-based asteroseismology and spectroscopic measurements (2015)
  • Author(s): Benomar, O.; Takata, M.; Shibahashi, H.; Ceillier, T.; Garcia, R. A.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 452 Issue: 3 Pages: 2654-2674
  • DOI: 10.1093/mnras/stv1493
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Asteroseismology of Solar-Type Stars with K2: Detection of Oscillations in C1 Data (2015)
  • Author(s): Chaplin, W. J., Lund, M. N., Handberg, R., Basu, S., Buchhave, L. A., Campante, T. L., Davies, G. R., Huber, D., Latham, D. W., Latham, C. A., Serenelli, A., Antia, H. M., Appourchaux, T., Ball, W. H., Benomar, O., et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Pacific Volume: 127 Issue: 956 Pages: 1038-1044
  • DOI: 10.1086/683103
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Global analysis of KOI-977: spectroscopy, asteroseismology, and phase-curve analysis (2015)
  • Author(s): Hirano, T., Masuda, K., Sato, B., Benomar, O., Takeda, Y. et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 799 Issue: 1 Pages: 9-9
  • DOI: 10.1088/0004-637x/799/1/9
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Asteroseismic inference on rotation, gyrochronology and planetary system dynamics of 16 Cygni (2015)
  • Author(s): Davies, G.R., Chaplin, W.J., Farr, W.M., Garcia, R.A.,Lund, M.N. et al.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 446 Issue: 3 Pages: 2959-2966
  • DOI: 10.1093/mnras/stu2331
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Seismic constraints on the radial dependence of the internal rotation profile of six Kepler subgiants and young red giants (2014)
  • Author(s): Deheuvels, S., Dogan, G., Goupil, M.-J., Appourchaux, T., Benomar, O. et al.
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics Volume: 564 Pages: A27-A27
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201322779
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Seismic analysis of HD43587Aa, a solar-like oscillator in a multiple system (2014)
  • Author(s): Boumier, P., Benomar, O., Baudin, F., Verner, G., Appourchaux, T. et al.
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics Volume: 564 Pages: A34-A34
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201322478
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oscillation mode linewidth and heights of 23 main-sequencestars observed by Kepler (2014)
  • Author(s): Appourchaux, T., Antia, H.M., Benomar, O., Campante, T.L., Davies, G.R. et al.
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics Volume: 566 Pages: A20-A20
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201323317
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Properties of 42 solar-type Kepler targets from the Asteroseismic Modeling Portal (2014)
  • Author(s): Metcalfe, T.S., Creevey, O.L., Dogan, G., Mathur, S., Xu, H. et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Supplement Volume: 214 Issue: 2 Pages: 27-27
  • DOI: 10.1088/0067-0049/214/2/27
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Determination of three-dimensional spin-orbit angle with joint analysis of asteroseismology, transit lightcurve,and the Rossiter-McLaughlin effect: cases of HAT-P-7 and Kepler-25 (2014)
  • Author(s): Benomar, O., Masuda, K., Shibahashi, H., Suto, Y.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 66
  • NAID: 40020264878
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mixed modes in red giants: a window on stellar evolution (2014)
  • Author(s): Mosser, B.,Benomar, O., Belkacem, K., Goupil, M.-J., Lagarde, N. et al.
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics Volume: 572 Pages: L5-L5
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201425039
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Asteroseismology of Evolved Stars with Kepler : A New Way to Constrain Stellar Interiors Using Mode Inertias (2014)
  • Author(s): Benomar, O., Belkacem, K., Bedding, T. R., Stello, D., Di Mauro, M. P., Mosser, B., Goupil, M. J., Samadi, R., & Garcia, R. A.
  • Journal Title: ApJ Volume: 781 Issue: 2 Pages: L29-L29
  • DOI: 10.1088/2041-8205/781/2/l29
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Nearly uniform internal rotation of solar-like main-sequence stars revealed by space-based asteroseismology and spectroscopic measurements (2015)
  • Author(s): Benomar, O.
  • Organizer: IAU XXIXth General Assembly, Focus Meeting 17: Advances in stellar physics from asteroseismology
  • Place of Presentation: Honolulu, USA
  • Year and Date: 2015-08-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Nearly uniform internal rotation of solar-like main-sequence stars revealed by space-based asteroseismology and spectroscopic measurements (2015)
  • Author(s): Benomar, O.
  • Organizer: The Space Photometry Revolution, Kepler KASC-8 / TESS TASC-1 joint meeting
  • Place of Presentation: Aarhus, Denmark
  • Year and Date: 2015-06-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Asteroseismology of solar-like pulsators: determination of the stellar spin axis angle for HAT-P-7 and Kepler-25 and implications for their exoplanets (2014)
  • Author(s): Benomar, O.
  • Organizer: 日本天文学会2014年秋季年会
  • Place of Presentation: 山形大学
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Three dimensional spin-orbit determination: joint analysis by asteroseismology, transit lightcurve and Rossiter-McLaughlin effect (2014)
  • Author(s): Benomar, O.
  • Organizer: CoRoT Symposium 3, Kepler KASC-7 joint meeting
  • Place of Presentation: Toulouse, France
  • Year and Date: 2014-07-06 – 2014-07-11
• [Presentation] Asteroseismology of solar-like type stars : the era of the spaceborn instruments CoRoT and Kepler (2014)
  • Author(s): Benomar, O.
  • Organizer: 日本天文学会2014年春季年会
  • Place of Presentation: 国際基督教大学(東京都)
  • Year and Date: 2014-03-21