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低質量星周りの地球型惑星の気候とスペクトル

研究課題

研究課題/領域番号 18K13601
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関国立天文台 (2020-2023)
東京工業大学 (2018-2019)

研究代表者

藤井 友香  国立天文台, 科学研究部, 准教授 (20713944)

研究期間 (年度) 2019-02-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード系外地球型惑星 / ハビタブルゾーン / 系外惑星 / 惑星大気 / 地球型惑星 / 大気 / アストロバイオロジー / 気候
研究成果の概要

低質量星のハビタブルゾーンにある(自転と公転が同期している)地球型系外惑星において、大気圧や大気組成に依存した大気構造を3次元大気大循環モデルを用いて計算し、それを踏まえて(a)スペクトル形状の時間依存性を利用する方法、(b)ドップラー効果によるスペクトルの波長のずれを利用する方法、による惑星熱放射中の大気の吸収線(輝線)観測を検討した。これらの方法は、安定的な分光器((b)の場合は高分散分光器)があればトランジットをしていない太陽系近傍の惑星にも適用可能であり、その検出可能性を見積もった。また、バイオシグニチャーとしての揮発性有機物の、低質量星の紫外線下での安定性を調べた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ハビタブルゾーンの地球型惑星の中で、暗い低質量星周りのものは、発見や詳細観測に比較的有利であり、詳細観測に期待が高まっている。実際に発見されているターゲットで大気組成や大気圧を変えたときの大気構造を求め、また、検出器のノイズを考慮して大気分子の検出のための観測の条件を求めたことは、JWSTおよびその後の将来計画で想定されている中間赤外線の高感度観測によって惑星表層を制約する可能性を開く。また、バイオシグニチャーと考えられる揮発性有機物の大気中の安定性を系統的に調べたことで、観測しやすい分子の傾向が明らかになった。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A search for auroral radio emission from \beta Pictoris b2024

    • 著者名/発表者名
      Shiohira, Yuta ; Fujii, Yuka ; Kita, Hajime ; Kimura, Tomoki ; Terada, Yuka ; Takahashi, Keitaro
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 528 号: 2 ページ: 2136-2144

    • DOI

      10.1093/mnras/stad3990

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The origin of Earth’s mantle nitrogen: primordial or early biogeochemical cycling?2022

    • 著者名/発表者名
      H. Kurokawa, M. Laneuville, Y. Li, N. Zhang, Y. Fujii, H. Sakuraba, C. Houser, H. J. Cleaves II
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 1 号: 5

    • DOI

      10.1029/2021gc010295

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Unveiling Nongray Surface of Cloudy Exoplanets: The Influence of Wavelength-dependent Surface Albedo and Cloud Scattering Properties on Retrieval Solutions2022

    • 著者名/発表者名
      Wang, Fei; Fujii, Yuka; He, Jinping
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 931 号: 1 ページ: 48-48

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac67e5

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Densified Pupil Spectrograph as High-precision Radial Velocimetry: From Direct Measurement of the Universe's Expansion History to Characterization of Nearby Habitable Planet Candidates2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuo, Taro; Greene, Thomas P.; Qezlou, Mahdi; Bird, Simeon; Ichiki, Kiyotomo; Fujii, Yuka; Yamamuro, Tomoyasu
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 163 号: 2 ページ: 63-63

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ac397b

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Detecting Atmospheric Molecules of Nontransiting Temperate Terrestrial Exoplanets Using High-resolution Spectroscopy in the Mid-infrared Domain2021

    • 著者名/発表者名
      Yuka Fujii, Taro Matsuo
    • 雑誌名

      Astronomical Journal

      巻: 161 号: 4 ページ: 180-180

    • DOI

      10.3847/1538-3881/abe129

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Habitability of S-type tidally locked planets: effects of a binary companion star2019

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Okuya, Yuka Fujii, Shigeru Ida
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 880 号: 2 ページ: 107-107

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab29e7

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Prospects for characterizing non-transiting temperate rocky exoplanets in thermal emission without direct imaging2024

    • 著者名/発表者名
      Fujii, Yuka ; Matsuo, Taro
    • 学会等名
      2024 SEEC Symposium: Pathways to Characterizing Non-Transiting Planets
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Atmospheres of small planets affected by rock (and life)2022

    • 著者名/発表者名
      Yuka Fujii
    • 学会等名
      Molecules in Extreme Environments: Near and Far
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 系外惑星における生物由来ガスの検出可能性について2021

    • 著者名/発表者名
      藤井友香、小松 勇、Gilbert Alexis、Danielache Sebastian、中川 麻悠子
    • 学会等名
      JpGU 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Strategies to characterize temperate rocky exoplanets2021

    • 著者名/発表者名
      藤井友香
    • 学会等名
      惑星圏研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中間赤外高分散分光による系外地球型惑星の大気組成の検出可能性2020

    • 著者名/発表者名
      藤井友香, 松尾太郎
    • 学会等名
      日本惑星科学会 2020年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Detecting molecular lines in thermal emission spectra of temperate planets with SPICA/SMI2020

    • 著者名/発表者名
      Yuka Fujii, Taro Matsuo, Yui Kawashima, Kazumasa Ohno, Ayaka Okuya, Teruyuki Hirano, and SPICA planet team
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessing the Potential of Volatile Organic Compounds as Exoplanet Biosignatures2019

    • 著者名/発表者名
      Yuka Fujii
    • 学会等名
      Extreme Solar Systems IV
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Habitability of S-type tidally locked planets: effects of a binary companion star2019

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Okuya
    • 学会等名
      Extreme Solar Systems IV
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Planetary Diversity "Observations of Exoplanets"2020

    • 著者名/発表者名
      Elizabeth Tasker, Yuka Fujii
    • 総ページ数
      36
    • 出版者
      IOP Publishing Ltd
    • ISBN
      9780750321402
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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