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重力マイクロレンズ法を用いた軽い系外惑星の検出による惑星形成理論への制限

研究課題

研究課題/領域番号 12J01097
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関大阪大学

研究代表者

鈴木 大介  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2012年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード系外惑星 / 重力マイクロレンズ / 惑星起源・進化
研究概要

本研究の目的は、我々の銀河系で最も一般的な星であるM型星において、氷境界の外側における太陽系外惑星の存在頻度を、重力マイクロレンズ法から求めることである。これまでに検出された全ての重力マイクロレンズイベントを再解析した結果、新しく惑星イベント候補を複数個見っけた。そのうちの一つ、MOA-2008-BLG-379は、主星と伴星の質量比が0.0069の惑星イベントであった。詳細解析の結果、レンズ天体までの距離は3.3kpc、主星質量は056太陽質量、付随している惑星の質量と軌道長半径はそれぞれ4.1木星質量、33AUであった。これらから、レンズ天体は晩期K型星であり、その氷境界の2倍外側付近に巨大ガス惑星が付随していることがわかった。
さらに、氷境界外側の惑星存在頻度に焦点を絞って、6年間にわたるMOA-II望遠鏡による観測データから惑星検出感度が高い1492イベントを抽出し、その中から実際に21個の惑星を検出した。抽出したこれらのイベントにおいて惑星の検出効率を計算し、6年間の観測から得られる惑星検出期待値を見積もった。得られた検出期待値と、実際の惑星検出数からベイズ推定を用いて、氷境界の外側における惑星頻度を見積もった。その結果、05-10AU、0.3-10木星質量の範囲において、氷境界の外側における巨大ガス惑星の存在頻度15±4%であった。同様に、質量が10-30地球質量の惑星存在頻度は52±18%であった。これらの結果から、氷境界の外側における巨大ガス惑星存在頻度は、視線速度法から得られた短周期巨大ガス惑星の存在頻度よりも高いことがわかった。また、本研究で求めた巨大ガス惑星存在頻度は、コア集積モデルの予想よりも優位に高い。一方で、氷境界の外側で巨大ガス惑星よりも10地球質量程度の惑星が多いという傾向は、コア集積モデルの予想と一致している。
このように重力マイクロレンズ法による大量の観測データの統計的解析により、惑星形成過程の解明にとって重要な知見を得ることができた。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] MOA-2008-BLG-379Lb : A Massive Planet from a High Magnification Event with a Faint Source2014

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, D. ; Udalski, A. ; Sumi, T. ; Bennett. D. P. ; Bond, I. A., et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: Volume780 号: 2 ページ: 123-131

    • DOI

      10.1088/0004-637x/780/2/123

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MOA-2010-BLG-328Lb : A Sub-Neptune Orbiting very Late M Dwarf?2013

    • 著者名/発表者名
      Furusawa, K. ; Udalski, A. ; Sumi, T. ; Bennett. D. P. ; Bond, I. A., et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: Volume779 号: 2 ページ: 91-102

    • DOI

      10.1088/0004-637x/779/2/91

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Microlensing Event Rate and Optical Depth toward the Galactic Bulge from MOA-II2013

    • 著者名/発表者名
      Sumi, T. ; Bennett, D. P. ; Bond, I. A. ; Abe. F., et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: Volume778 号: 2 ページ: 150-164

    • DOI

      10.1088/0004-637x/778/2/150

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Using Orbital Effects to Break the Close/Wide Degeneracy in Binary-lens Microlensing Events2013

    • 著者名/発表者名
      I-G. Shin, et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 764 号: 1 ページ: 64-69

    • DOI

      10.1088/0004-637x/764/1/64

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MOA-2011-BLG-293Lb: A Test of Pure Survey Microlensing Planet Detections2012

    • 著者名/発表者名
      Yee, J. C., et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 755 号: 2 ページ: 102-115

    • DOI

      10.1088/0004-637x/755/2/102

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Planetary and Other Short Binary Microlensing Events from the MOA Short-event Analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Bennett, D. P., et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 757 号: 2 ページ: 119-135

    • DOI

      10.1088/0004-637x/757/2/119

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] MOA-IIによる系外惑星探査 : 2013年の結果2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木大介
    • 学会等名
      日本天文学会2014年春季年会
    • 発表場所
      国際基督教大学(東京都三鷹市)
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] MOA-IIによるsnow lineの外側における惑星頻度2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木大介
    • 学会等名
      日本天文学会2013年春季年会
    • 発表場所
      埼玉大学(埼玉県)
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Planet frequency beyond the snow line from MOA-II observations in 20-07-20112013

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki
    • 学会等名
      1^st DOHA INTERNATIONAL ASTRONOMY CONFERENCE
    • 発表場所
      Qatar National Convention Centre (Qatar)
    • 年月日
      2013-02-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] MOA-IIによる惑星の存在確率への制限2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木大介
    • 学会等名
      日本天文学会2012年秋季年会
    • 発表場所
      大分大学(大分県)
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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