| 研究課題/領域番号 |
16K13784
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
佐藤 文衛 東京工業大学, 理学院, 准教授 (40397823)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 光学赤外線天文学 / 太陽系外惑星 / 高分散分光 / 早期型星 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、発見が困難である早期型星（BA型星；＞1.5太陽質量）周りの惑星を検出するための新たな手法を開発することを目的としている。具体的には、従来の視線速度法のように惑星による中心星の視線速度変化を検出するのではなく、周囲を回る惑星の放射スペクトルを近赤外高分散分光観測によって直接検出することを試みる。早期型星のスペクトルには吸収線がほとんど見られないため中心星の視線速度を精度よく測定することはできないが、逆に中心星のスペクトルに埋もれた惑星のスペクトルは検出しやすくなると考えられる。
今年度は、前年度に引き続き理論的な惑星放射スペクトルの作成と解析手法のシミュレーションに取り組んだ。共同研究者が開発したTauREx codeを用いてMバンド（4.4-5ミクロン）での惑星放射スペクトルを作成し、これに地球大気吸収線の影響を加味して、すばる望遠鏡の赤外分光器IRCSでの観測を念頭においた模擬スペクトルを作成した。これを用いて解析方法のシミュレーションを行った結果、地球大気の吸収線をきれいに取り除くことができれば、信号ノイズ比1000程度を達成できれば惑星スペクトルの検出が可能であることが分かった。しかし、想定される波長分解能（R＝20000）では地球大気吸収線の完全な除去が困難であることも同時に分かった。
シミュレーションと並行して、岡山188cm望遠鏡を用いたトランジット観測によって、惑星放射検出に適した新たな早期型星周りの惑星サンプルの選定観測を実施しようとしたが、観測機器の不調のため十分なデータを得ることはできなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度は、Mバンド（4.4-5ミクロン）における惑星放射の検出可能性をシミュレーションをもとに定量的に評価することと、これを実証するための観測時間の獲得を目標として掲げていた。
シミュレーションについては、地球大気の影響までを加味した模擬スペクトルを作成し、定量的に検出可能性を評価することができた。結果としては、Mバンドでの惑星放射検出は原理的には可能だが、想定していたすばる望遠鏡の現行の観測装置では波長分解能が足りず検出が難しいということが分かった。しかし、より高い波長分解能を実現することができる装置を用いれば可能性があることも分かった。一方、実際の観測時間は今年度は得ることができなかった。
以上のように、今年度は実際の観測時間を得ることはできなかったが、Mバンドにおける惑星放射の検出可能性を定量的に評価し、今後の観測へ向けた見通しを得ることができたため、全体としては概ね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度の研究で、すばる望遠鏡の現行の観測装置では波長分解能の不足からMバンドにおける惑星放射検出は困難であることが分かった。しかし、他の大望遠鏡には同波長域でより高い波長分解能を達成できる観測装置があるので（例えばESO/VLTのCRIRESなど）、今後はこれらの観測装置での観測を念頭においた観測シミュレーションを実施する。
また、最近地上およびスペースからのトランジット探索観測が進展し、数年前に比べて早期型星周りの惑星発見数が増加している。昨年打ち上げられたTESS衛星の観測も本格化しており、これから多数の同様の惑星が発見されることが期待される。今後は、これらの中から惑星放射検出に適した天体を選定する観測も並行して行っていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究で開発した惑星検出の手法を検証するのに適した観測天体を選定するために岡山188cm望遠鏡を用いたトランジット測光観測を実施したが、同望遠鏡用の測光装置の検出器が一部故障しており、精度として不十分なデータであったため、追加観測を行ってより精度の高いデータを得る必要が生じた。当該年度中には追加観測の機会がなかったため、予定していた望遠鏡使用料と観測旅費に未使用額が生じた。岡山188cm望遠鏡を使って観測するには2018年度より望遠鏡使用料が必要となっているため、上記の未使用額は次年度の望遠鏡使用料（晴天率を考慮して6日分（2日ｘ3回））と現地に赴くための旅費に充てる。
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