低温度星周りの惑星探査：系外惑星の多様性とその起源

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K17660
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 平野 照幸 東京工業大学, 理学院, 助教 (10727449)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 太陽系外惑星 / 低温度星 / 近赤外線観測 / トランジット

研究実績の概要

2019年度は主に，(1) 視線速度法による低温度星まわりの系外惑星探査のための方法論の開拓，(2) 低温度星を公転する太陽系外惑星の特徴付け，を実施した。以下ではそれぞれについて具体的に述べる。
(1) 視線速度法による低温度星まわりの系外惑星探査のための方法論の開拓
2017年にすばる望遠鏡に搭載された近赤外高分散分光器IRDで取得したエンジニアリングデータを解析し，近赤外における高精度視線速度測定のための方法論（パイプライン）のテストと改良を行った。また，IRDによるすばる戦略枠観測で得られた晩期M型矮星のスペクトルデータも解析することで，高精度視線速度測定によって系外惑星惑星候補が見つかるなど惑星探査においても一定の成果が得られた。
(2) 低温度星を公転する太陽系外惑星の特徴付け
近赤外分光器IRDで取得したTRAPPIST-1と呼ばれるトランジット惑星を持つ最も低温な恒星のスペクトルデータを解析し，TRAPPIST-1をまわる惑星の軌道，大気の特徴付けを実施した。トランジット分光観測によりロシター効果と呼ばれる現象を検出し，TRAPPIST-1を公転する7つの惑星のうちの3つの惑星の軌道傾斜角を制限した。結果としてTRAPPIST-1系では恒星の自転軸と惑星の公転軸がそろっている可能性が高いことを示した。また，同じデータを用いて近赤外域（1083nm付近）にあるヘリウム三重線の吸収線を解析し，透過光分光法によって惑星大気におけるヘリウムの追加吸収を制限した。これらはTRAPPIST-1をまわる地球型系外惑星の起源を探る上で貴重な観測的な制限となる。

研究成果

• [国際共同研究] ハワイ大学/プリンストン大学/テキサス大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: ハワイ大学/プリンストン大学/テキサス大学
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] トリノ大学(イタリア)
  • 国名: イタリア
  • 外国機関名: トリノ大学
• [国際共同研究] カナリア天体物理研究所(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: カナリア天体物理研究所
• [国際共同研究] カール・シュヴァルツシルト天文台/ケルン大学/ベルリン工科大学(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: カール・シュヴァルツシルト天文台/ケルン大学/ベルリン工科大学
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] オーフス大学(デンマーク)
  • 国名: デンマーク
  • 外国機関名: オーフス大学
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 2
• [雑誌論文] It Takes Two Planets in Resonance to Tango around K2-146 (2020)
  • 著者名/発表者名: Lam Kristine W. F.、Korth Judith、Masuda Kento、Csizmadia Szilard、Eigmuller Philipp、Stefansson Gumundur Kari、Endl Michael、Albrecht Simon、Robertson Paul、Luque Rafael、Livingston John H.、Hirano Teruyuki、et al.
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 159 ページ: 120～120
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab66c9
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evidence for Spin-Orbit Alignment in the TRAPPIST-1 System (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirano Teruyuki、Gaidos Eric、Winn Joshua N.、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 890 ページ: L27～L27
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab74dc
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Kojima-1Lb Is a Mildly Cold Neptune around the Brightest Microlensing Host Star (2019)
  • 著者名/発表者名: Fukui A.、Suzuki D.、Koshimoto N.、Bachelet E.、Vanmunster T.、Storey D.、Maehara H.、Yanagisawa K.、Yamada T.、Yonehara A.、Hirano T.、et al.
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 158 ページ: 206～206
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab487f
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Super-Earth and Sub-Neptune Transiting the Late-type M Dwarf LP 791-18 (2019)
  • 著者名/発表者名: Crossfield Ian J. M.、Waalkes William、Newton Elisabeth R.、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 883 ページ: L16～L16
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab3d30
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Greening of the brown-dwarf desert. EPIC 212036875b: a 51 MJ object in a 5-day orbit around an F7 V star (2019)
  • 著者名/発表者名: Persson Carina M.、Csizmadia Szilard、Mustill Alexander J.、Fridlund Malcolm、Hatzes Artie P.、Nowak Grzegorz、Georgieva Iskra、Gandolfi Davide、Davies Melvyn B.、Livingston John H.、Palle Enric、Montanes Rodriguez Pilar、Endl Michael、Hirano Teruyuki、et al.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 628 ページ: A64～A64
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201935505
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Mass Limit for the Young Transiting Planet V1298 Tau b (2019)
  • 著者名/発表者名: Beichman Charles、Hirano Teruyuki、David Trevor J.、Kotani Takayuki、Hillenbrand Lynne A.、Vasisht Gautam、Ciardi David R.、Harakawa Hiroki、Kudo Tomoyuki、Omiya Masashi、Kuzuhara Masayuki、Tamura Motohide
  • 雑誌名: Research Notes of the AAS 巻: 3 ページ: 89～89
  • DOI: 10.3847/2515-5172/ab2c9d
  • 国際共著
• [雑誌論文] A Hot Saturn Orbiting an Oscillating Late Subgiant Discovered by TESS (2019)
  • 著者名/発表者名: Huber Daniel、Chaplin William J.、Chontos Ashley、et al.
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 157 ページ: 245～245
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab1488
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] K2-295 b and K2-237 b: Two Transiting Hot Jupiters (2019)
  • 著者名/発表者名: Smith, A. M. S., Csizmadia, Sz., Gandolfi, D., Albrecht, S., Alonso, R., Barragan, O., Cabrera, J., Cochran, W. D., Dai, F., Deeg, H., Eigmuller, Ph., Endl, M., Erikson, A., Fridlund, M., Fukui, A., Grziwa, S., Guenther, E. W., Hatzes, A. P., Hidalgo, D., Hirano, T. et al.
  • 雑誌名: Acta Astronomica 巻: 69 ページ: 135-158
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Monitoring of the D doublet of neutral sodium during transits of two ‘evaporating’ planets (2019)
  • 著者名/発表者名: Gaidos E、Hirano T、Ansdell M
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 485 ページ: 3876～3886
  • DOI: 10.1093/mnras/stz693
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Transiting Multi-planet System HD15337: Two Nearly Equal-mass Planets Straddling the Radius Gap (2019)
  • 著者名/発表者名: Gandolfi Davide、Fossati Luca、Livingston John H.、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 876 ページ: L24～L24
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab17d9
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Curious Case of KOI 4: Confirming Kepler’s First Exoplanet Detection (2019)
  • 著者名/発表者名: Chontos Ashley、Huber Daniel、Latham David W.、Bieryla Allyson、Eylen Vincent Van、Bedding Timothy R.、Berger Travis、Buchhave Lars A.、Campante Tiago L.、Chaplin William J.、Colman Isabel L.、Coughlin Jeff L.、Davies Guy、Hirano Teruyuki、Howard Andrew W.、Isaacson Howard
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 157 ページ: 192～192
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab0e8e
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] K2-290: a warm Jupiter and a mini-Neptune in a triple-star system (2019)
  • 著者名/発表者名: Hjorth M、Justesen A B、Hirano T、et al.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 484 ページ: 3522～3536
  • DOI: 10.1093/mnras/stz139
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 明るい低質量星まわりのハビタブルゾーン存在する地球型惑星探査 (2020)
  • 著者名/発表者名: Teruyuki Hirano, Norio Narita, Akihiko Fukui, Yuka Fujii, Bun’ei Sato, John Livingston
  • 学会等名: 第7回 宇宙における生命ワークショップ
• [学会発表] Solar System Objects and Exoplanets (2020)
  • 著者名/発表者名: Matt Griffin, Teruyuki Hirano
  • 学会等名: SPICA collaboration meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 分光観測を用いたトランジット系外惑星探査の現状 (2020)
  • 著者名/発表者名: 平野照幸
  • 学会等名: 第25回天体スペクトル研究会
  • 招待講演
• [学会発表] SPICAが切り拓くサイエンス：星・惑星形成，惑星系の観測ハイライト (2020)
  • 著者名/発表者名: 平野照幸，井上剛志，本田充彦，SPICAサイエンス検討会
  • 学会等名: 日本天文学会2020年春季年会
  • 招待講演
• [学会発表] 近赤外高分散分光器IRDによる系外惑星トランジット分光観測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 平野照幸，Eric Gaidos，葛原昌幸，小谷隆行，田村元秀，すばる/IRDチーム
  • 学会等名: 日本天文学会2019年秋季年会
• [学会発表] IRDデータの視線速度解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 平野照幸
  • 学会等名: IRD-SSPキックオフミーティング
  • 招待講演
• [学会発表] SPICAサイエンス検討会「太陽系・系外惑星班」の活動報告 (2019)
  • 著者名/発表者名: 臼井寛裕，大坪貴文，水木敏幸（宇宙研），奥住聡, 奥谷彩香，大野和正，関根康人，平野照幸，藤井友香，笠羽康正，川島由依，癸生川陽子，小林仁美，小林浩，佐川英夫，空華智子，高橋葵，前澤裕之，松尾太郎，薮田ひかる，SPICAチーム
  • 学会等名: 日本惑星科学会2019年秋季講演会
• [学会発表] 太陽系・系外惑星班：overview (2019)
  • 著者名/発表者名: 平野照幸
  • 学会等名: SPICAサイエンス検討会： 中間報告会