直接撮像観測による巨大ガス惑星の形成・進化過程の研究

• 研究課題/領域番号: 13J08826
• 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: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 葛原 昌幸 東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,960千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 660千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 太陽系外惑星 / 巨大惑星 / 惑星の形成 / 惑星の進化 / 直接撮像観測 / 視線速度観測 / 連星 / 赤外線天文学 / 惑星の軌道進化 / 惑星形成 / 太陽系外感星

研究実績の概要

本研究では巨大ガス惑星の形成や進化の理解に向けて、1.「直接撮像法を用いた巨大惑星の研究」や、その発展的課題として、2.「赤外視線速度法を用いた若い恒星を公転する内側惑星の探査」に向けた研究を進めてきた。それらの課題に対して、2015年度に得た研究実積の概要は以下になる。
1.に対して、2015年度もすばる望遠鏡を用いた直接撮像観測を進めた。本研究で検出していた惑星候補の中で、その確認を完了していないものが残っていたが、2015年の観測を完了することで、その確認のための観測をおおむね完了できた。その結果、Kuzuhara et al. 2013で報告したGJ 504b以外は、惑星の可能性のある天体は検出されなかった。また、これらの観測結果を分析し、その成果をまとめることを進めた。さらに、観測ターゲットの一つであった恒星V450 ANDを公転する低質量の伴星の直接撮像の研究を、共同研究者と協力して行なった。V450 ANDに対しては公開済みの視線速度のデータがある(例: Fischer et al. 2014)。その公開済み視線速度データと、本研究で得た直接撮像の観測結果を組み合わせることで、V450 ANDやその伴星の軌道や質量などの特徴の詳細な分析を進めた。
2.においては、国立天文台の共同研究者らと協力してデータ解析ソフトの開発を進め、その開発において一定の進捗を得た。具体的には、生データを処理し、ノイズを取り除き、恒星のスペクトルを抽出するソフトを作成した。またそのソフトを、作成した模擬データに適用し、その動作を確認した。国立天文台で進められている赤外視線速度観測に必要な装置の開発が遅れており、本研究課題で予定していた観測を実際に進めることはできなかったが、本研究課題の成果は実際の観測研究を今後進めるための基礎になると期待できる。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Institute for Advanced Study/Princeton University/NASA Goddard Space Flight Center(米国)
• [国際共同研究] Stockholm University(スウェーデン)
• [国際共同研究] Max Planck Institute for Astronomy/Universitats-Sternwarte Munchen(ドイツ)
• [国際共同研究] Universite de Nice Sophia Antipolis(フランス)
• [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] SEEDSによる直接撮像観測から発見された太陽近傍の恒星を周回する系外惑星と褐色矮星 (2016)
  • 著者名/発表者名: 葛原 昌幸; 工藤 智幸
  • 雑誌名: 日本天文学会月刊誌 天文月報 巻: 109 ページ: 257-264
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Statistical Analysis of SEEDS and Other High-contrast Exoplanet Surveys: Massive Planets or Low-mass Brown Dwarfs? (2014)
  • 著者名/発表者名: Brandt, Timothy D.; McElwain, Michael W.; Turner, Edwin L.; Mede, Kyle; Spiegel, David S.; Kuzuhara, Masayuki; Schlieder, Joshua E.; Wisniewski, John P.; Abe, L.; Biller, B.; Brandner, W.; Carson, J.; Currie, T.; Egner, S.; Feldt, M.; Golota, T.; Goto, M.;...;Kudo, Tomoyuki; Kusakabe, Nobuhiko;...; Tamura, Motohide
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 794 号: 2 ページ: 159-159
  • DOI: 10.1088/0004-637x/794/2/159
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Recovery of the Candidate Protoplanet HD 100546 b with Gemini/NICI and Detection of Additional (Planet-induced?) Disk Structure at Small Separations (2014)
  • 著者名/発表者名: Currie, Thayne; Muto, Takayuki; Kudo, Tomoyuki; Honda, Mitsuhiko; Brandt, Timothy D.; Grady, Carol; Fukagawa, Misato; Burrows, Adam; Janson, Markus; Kuzuhara, Masayuki; McElwain, Michael W.; Follette, Katherine; Hashimoto, Jun; Henning, Thomas; Kandori, Ryo; Kusakabe, Nobuhiko; Kwon, Jungmi;...; Tamura, Motohide
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 796 号: 2 ページ: L30-L30
  • DOI: 10.1088/2041-8205/796/2/l30
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Infrared Doppler instrument (IRD) for the Subaru telescope to search for Earth-like planets around nearby M-dwarfs (2014)
  • 著者名/発表者名: Kotani, Takayuki; Tamura, Motohide; Suto, Hiroshi; Nishikawa, Jun; Sato, Bun'ei; Aoki, Wako; Usuda, Tomonori; Kurokawa, Takashi; Kashiwagi, Ken; Nishiyama, Shogo; Ikeda, Yuji;…; Kudo, Tomoyuki; Kusakabe, Nobuhiko;…; Hori, Yasunori; Omiya, Masashi;…; Harakawa, Hiroki;…; Hirano, Teruyuki; Kuzuhara, Masayuki et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 2014 巻: 9147 ページ: 914714-914714
  • DOI: 10.1117/12.2055075
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Moving Group Targets of the SEEDS High-contrast Imaging Survey of Exoplanets and Disks : Results and Observations from the First Three Years (2014)
  • 著者名/発表者名: Brandt, Timothy D. ; Kuzuhara, Masayuki. ; McElwain, M. W. ; Schlieder, J. E. ; Wisniewski, J. P. ; Turner, E. L., Carson, J., Matsuo, T. ; Biller, B. ; Bonnefoy, M. ; Dressing, C. ; Janson, M. ; Knapp, G. R. ; Moro-Martin, A. ; Thalmann, C. ; Kudo, T. ; Kusakabe, N. ; Hashimoto, J. ; Abe, L. ; Brandner. W., er al.
  • 雑誌名: The AstrophysicalJournal 巻: 786 号: 1 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1088/0004-637x/786/1/1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Imaging of a Cold Jovian Exoplanet in Orbit around the Sun-Like Star GJ 504 (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kuzuhara, M. Tamura, T. Kudo, M. Janson, R. Kandori, T. D. Brandt, C. Thalmann, D. Spiegel, B. Biller, J. Carson, Y. Hori, R. Suzuki, A. Burrows, T. Henning, E. L. Turner, M. W. McElwain, A. Moro-Martin, T. Suenaga, Y. H. Takahashi, et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 774 号: 1 ページ: 11-28
  • DOI: 10.1088/0004-637x/774/1/11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Imaging Detection of Methane in the Atmosphere of GJ 504 b (2013)
  • 著者名/発表者名: Janson, M., Brandt, T. D., Kuzuhara, D., et al. (No. 32 of 57 authors)
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 778 号: 1 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1088/2041-8205/778/1/l4
  • 査読あり
• [学会発表] Individual SEEDS Findings and SCExAO Commissioning as Precursors to the Next Generation Direct Imaging Explorations for Exoplanets (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Kuzuhara
  • 学会等名: International Workshop on "Exoplanets and Disks: Their Formation and Diversity III"
  • 発表場所: ホテル日航八重山 (沖縄県・石垣市)
  • 年月日: 2016-02-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Subaru High-Contrast Imaging Characterizations for Exoplanetary Systems (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Kuzuhara
  • 学会等名: Subaru Users’ Meeting FY2015
  • 発表場所: KKR ホテル 熱海 (静岡県・熱海市)
  • 年月日: 2016-01-21
  • 国際学会
• [学会発表] The SEEDS High-Contrast Imaging Survey: Exoplanet and Brown Dwarf Survey for Nearby Young Stars Dated with Gyrochronology and Activity Age Indicators (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuzuhara, Masayuki; Tamura, Motohide; Helminiak, Kris; Mede, Kyle; Brandt, Timothy; Janson, Markus; Kandori, Ryo; Kudo, Tomoyuki; Kusakabe, Nobuhiko; Hashimoto, Jun
  • 学会等名: Extreme Solar Systems III
  • 発表場所: Waikoloa Village (USA)
  • 年月日: 2015-11-30
  • 国際学会
• [学会発表] IRDによる若い恒星を公転する系外巨大惑星の探査 (2015)
  • 著者名/発表者名: 葛原 昌幸
  • 学会等名: 近赤外高分散分光研究会：地球型惑星探索と広がるサイエンス
  • 発表場所: 国立天文台 (東京都・三鷹市)
  • 年月日: 2015-11-25
• [学会発表] A Report of SEEDS Survey: Direct Imaging Characterizations of Giant ExoPlanet Atmospheres (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Kuzuhara
  • 学会等名: Exoplanetary Atmospheres and Habitability: Thermodynamics, Disequilibrim and Evolution focus group
  • 発表場所: Nice (France)
  • 年月日: 2015-10-12
  • 国際学会
• [学会発表] Exploring Giant Exoplanets with Subaru Telescope: SEEDS and Future Direct Imaging Observations (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Kuzuhara
  • 学会等名: OHP 2015 : Twenty years of giant exoplanets
  • 発表場所: Saint-Michel-l'Observatoire (France)
  • 年月日: 2015-10-06
  • 国際学会
• [学会発表] 活動性や自転周期を指標として推定された年齢をもつ太陽近傍恒星に対するSEEDSによる直接撮像惑星探査 (2015)
  • 著者名/発表者名: 葛原 昌幸; Helminiak, Kris; 神鳥 亮; 日下部 展彦; Mede, Kyle; 田村 元秀; Brandt, Timothy; 末永 拓也; および SEEDS/HiCIAO/AO188 チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学 (兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] すばる戦略枠プロジェクトSEEDSによるYoung Stellar Objectにおける惑星探査2 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鵜山 太智; 田村 元秀; 橋本 淳; 葛原 昌幸; 工藤 智幸; SEEDS/YSO team; SCExAO team
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学 (兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 長周期視線速度変化を示す中質量巨星の伴星候補に対する追観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 笠 嗣瑠; 田村 元秀; 高橋 安大; 成田 憲保; 佐藤 文衛; 葛原 昌幸; 岡山G型巨星惑星探索チーム; SEEDS/HiCIAO/AO188チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学 (兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] すばるIRDによるM型矮星周りの地球型惑星探索 II：ターゲット選定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大宮正士; 佐藤文衛; 葛原昌幸; 平野照幸; 青木和光; 中島紀; 成田憲保; 福井暁彦; 原川紘季; 比田井昌英; IRD チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学 豊中キャンパス (大阪府・豊中市)
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 高離心率・大質量惑星の外側に存在する伴星の直接撮像検出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 葛原 昌幸; 佐藤 文衛; 成田 憲保; Currie, T.; 高橋 安大; 田村 元秀; および SEEDS/HiCIAO/AO188 チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学 豊中キャンパス（大阪府・豊中市）
  • 年月日: 2015-03-20
• [学会発表] すばる望遠鏡戦略枠観測「SEEDS」による原始惑星系円盤および系外惑星探査V (2015)
  • 著者名/発表者名: 工藤智幸; 田村元秀; 臼田知史; 葛原昌幸; 橋本淳; 松尾太郎; SEEDS/HiCIAO/AO188 team
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学 豊中キャンパス (大阪府・豊中市）
  • 年月日: 2015-03-20
• [学会発表] すばる戦略枠プロジェクトSEEDSによるYoung Stellar Objectにおける惑星探査 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鵜山太智; 田村元秀; 橋本淳; 葛原昌幸; 他 SEEDS/YSO team
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学 豊中キャンパス (大阪府・豊中市）
  • 年月日: 2015-03-20
• [学会発表] IRDによる若い恒星を公転する惑星の探査と褐色矮星の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 葛原 昌幸
  • 学会等名: 近赤外高分散分光で狙う低質量星周りのハビタブルな地球型惑星
  • 発表場所: 国立天文台 三鷹キャンパス (東京都・三鷹市) ※skypeを用いたリモート接続での発表
  • 年月日: 2015-03-04
• [学会発表] CA subcategory (The Summary and Status of Nearby Star Gyrochronology/Chromospheric-Age Target Category) (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuzuhara, Masayuki
  • 学会等名: SEEDS Workshop 2014
  • 発表場所: 神戸大学 惑星科学研究センター (兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2014-10-23
• [学会発表] Moving Groupに所属する星を中心とした若い恒星に対する惑星探査：直接法から間接法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 葛原 昌幸
  • 学会等名: 第１回 DTAシンポジウム星形成領域および星団環境での惑星の形成と進化
  • 発表場所: 国立天文台 三鷹キャンパス (東京都・三鷹市)
  • 年月日: 2014-09-30
  • 招待講演
• [学会発表] すばる望遠鏡戦略枠観測「SEEDS」による原始惑星系円盤および系外惑星探査 (2014)
  • 著者名/発表者名: 工藤智幸; 田村元秀; 神鳥亮; 臼田知史; 葛原昌幸; 橋本淳; 松尾太郎; SEEDS/HiCIAO/AO188 team
  • 学会等名: 日本惑星科学会2014年秋季講演会
  • 発表場所: 東北大学 片平キャンパス (宮城県・仙台市)
  • 年月日: 2014-09-24
• [学会発表] 近赤外高分散分光装置IRDで達成できる視線速度精度 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平野照幸; 佐藤文衛; 大宮正士; 葛原昌幸; 小谷隆行; 黒川隆志; 成田憲保; 原川紘季; 福井暁彦; 田村元秀; すばる/IRDチーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学 小白川キャンパス (山形県・山形市）
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] Infrared Doppler instrument (IRD) for the Subaru telescope to search for Earth-like planets around nearby M-dwarfs (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kotani; Motohide Tamura; Hiroshi Suto; Jun Nishikawa; Bun'ei Sato; Wako Aoki; Tomonori Usuda; Takashi Kurokawa; Ken Kashiwagi; Shogo Nishiyama; Yuji Ikeda; Donald N. B. Hall;…; Tomoyuki Kudo; Nobuhiko Kusakabe;…; Yasunori Hori; Masashi Omiya;…; Hiroki Harakawa;…; Teruyuki Hirano; Masayuki Kuzuhara et al.
  • 学会等名: SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation 2014
  • 発表場所: Montreal (Canada)
  • 年月日: 2014-06-24
• [学会発表] SEEDS計画による太陽系外惑星や星周円盤の直接撮像探査 (2014)
  • 著者名/発表者名: 葛原 昌幸; 田村 元秀; 工藤 智幸; 橋本 淳; 日下部 展彦; 松尾 太郎; マクエルウィン マイケル; ジャンソン マーカス; 高橋 安大
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 連合大会 2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター (神奈川県・横浜市)
  • 年月日: 2014-04-29
• [学会発表] A report of the SEEDS Direct Imaging Survey (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuzuhara, Masayuki
  • 学会等名: Rencontres du Vietnam: Exoplanetary Science 2014
  • 発表場所: Quy Nhon (Socialist Republic of Viet Nam)
  • 年月日: 2014-04-24
• [学会発表] すばるIRDによるM型矮星周りの地球型惑星探索I : 観測計画 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大宮 正士, 佐藤 文衛, 原川 紘季, 葛原 昌幸, 平野 照幸, 成田 憲保, IRDチーム
  • 学会等名: 日本天文学会2014年春期年会
  • 発表場所: 国際基督教大学(東京都三鷹市)
  • 年月日: 2014-03-21
• [学会発表] すばる望遠鏡戦略枠観測「SEEDS」による原始惑星系円盤および系外惑星探査IV (2014)
  • 著者名/発表者名: 工藤 智幸, 田村 元秀, 神鳥 亮, 臼田 知史, 葛原 昌幸, 橋本 淳, 松尾 太郎, SEEDS/HiCIAO/AO188 team
  • 学会等名: 日本天文学会2014年春期年会
  • 発表場所: 国際基督教大学(東京都三鷹市)
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] SEEDS Direct Imaging Survey for Exoplanets (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuzuhara Masayuki
  • 学会等名: The 5th Subaru International Conference, Exoplanets and Disks : Their Formation and Diversity II
  • 発表場所: Sheratonホテル(アメリカ合衆国・ハワイ・コナ)
  • 年月日: 2013-12-10
  • 招待講演
• [学会発表] A Report of the SEEDS exoplanets and disks direct imaging survey (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuzuhara Masayuki, Tamura Motohide, McElwain Michael, Hashimoto Jun, Matsuo Taro, Usuda Tomonori, Kudo Tomoyuki, Janson Markus, Brandt Timothy, SEEDS/Subaru/HiCIAO/AO188 team
  • 学会等名: The 1st COSPAR Symposium : Planetary Systems of our Sun and other Stars, and the Future of Space Astronomy
  • 発表場所: Centara Grand(タイ・バンコク)
  • 年月日: 2013-11-14
• [学会発表] Studies of Exoplanetary Systems with Subaru Telescope (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuzuhara Masayuki, Tamura Motohide ; SEEDS/HiCIAO/AO188/Subaru Team
  • 学会等名: 9th East Asian Meeting on Astronomy
  • 発表場所: 國立中央大學(中華民国・桃園県中壢市)
  • 年月日: 2013-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] SEEDSによる太陽型恒星を公転する低温・低光度巨大ガス惑星の直接撮像 (2013)
  • 著者名/発表者名: 葛原 昌幸 ; 田村 元秀 ; 工藤 智幸 ; 神鳥 亮 ; Janson ; Markus ; Brandt ; Timothy ; Thalmann ; Christian ; SEEDS/HiCIAO/AO188 team
  • 学会等名: 日本天文学会2013年秋期年会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2013-09-11
• [備考] ※このweb pageは本研究成果の広報のために, 申請者がすばる望遠鏡の広報担当者らと協力して作成したものです(主に, すばる望遠鏡の広報の方が担当されましたが, 申請者も作成に協力しています)
  • URL: http://www.naoj.org/Pressrelease/2013/08/04/j_index.html