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2020 年度 実施状況報告書

低質量星周りの系外惑星探査による短周期惑星の質量損失の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K14783
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究

研究代表者

平野 照幸  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, アストロバイオロジーセンター, 助教 (10727449)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード太陽系外惑星 / トランジット / 低質量星 / 近赤外線観測
研究実績の概要

本研究は計画段階で,(1)近赤外視線速度法の開拓,(2)低質量星周りのトランジット惑星の発見確認,(3)若い低質量星周りのトランジット惑星の質量測定,という3つのサブプロジェクトを提案した。2020年度は,主に(1)と(2)について研究を進めた。以下では具体的な成果を述べる。
(1) 近赤外視線速度法の開拓
2019年度に引き続き,近赤外高分解能スペクトルから高精度視線速度を取り出すソフトウェアの開発を行った。実際にすばる望遠鏡/IRD分光器で長期間モニター観測された標準星のスペクトルを開発したソフトウェアを用いて解析することで,数ヶ月以上のタイムスケールで2m/s程度の視線速度測定精度を達成できることを示した(Hirano et al. 2020c)。また,近赤外理論スペクトルを用いた数値シミュレーションを実施し,変動する地球大気の透過光スペクトルが天体の視線速度測定に与える影響などを定量的に議論した。
(2) 低質量星周りのトランジット惑星の発見確認
2020年度はすばる望遠鏡/IRD分光器を用いて,トランジット系外惑星探索衛星(TESS)によりトランジット惑星候補を持つと同定された低質量星(主に中期M型矮星)のフォローアップ観測を実施し,視線速度変化から惑星の存在を確認するとともに,いくつかの小型惑星の質量を精度良く決定した。質量測定を行った惑星の中には,これまでM型矮星まわりでほとんど確認されていなかった「超短周期惑星」のTOI-1634bとTOI-1685bが含まれている。

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

2020年度は,査読付原著論文18件(そのうち研究代表者が筆頭著者のものは2件)出版するなど,期待通りの研究成果を収めることができた。

今後の研究の推進方策

2020年度までの研究で,(1)近赤外視線速度法の開拓についてはある程度研究が完了したため,2021年度は,(2)低質量星周りのトランジット惑星の発見確認,(3)若い低質量星周りのトランジット惑星の質量測定,という2つのサブプロジェクトを主に推進する。

次年度使用額が生じた理由

COVID-19の影響のため,予定していた国際会議への参加が軒並みキャンセルとなり,当初使用予定であった旅費が未使用となった。また,もともと予定していたスペイン・カラーアルト天文台の望遠鏡観測時間の購入についても,望遠鏡時間にほとんど空きがなかったため購入できなかった。
2021年度は,2020年度に取得できなかった望遠鏡時間を改めて購入すると共に,COVID-19の収束状況に応じて国内・国際会議への参加を増やしていく。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 17件、 査読あり 18件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [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] First Detection of Hydroxyl Radical Emission from an Exoplanet Atmosphere: High-dispersion Characterization of WASP-33b Using Subaru/IRD2021

    • 著者名/発表者名
      Nugroho Stevanus K.、Kawahara Hajime、Gibson Neale P.、de Mooij Ernst J. W.、Hirano Teruyuki、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 910 ページ: L9

    • DOI

      10.3847/2041-8213/abec71

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A backward-spinning star with two coplanar planets2021

    • 著者名/発表者名
      Hjorth Maria、Albrecht Simon、Hirano Teruyuki、Winn Joshua N.、Dawson Rebekah I.、Zanazzi J. J.、Knudstrup Emil、Sato Bun’ei
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 ページ: 2017418118

    • DOI

      10.1073/pnas.2017418118

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of M dwarfs using optical mid-resolution spectra for exploration of small exoplanets2021

    • 著者名/発表者名
      Koizumi Yohei、Kuzuhara Masayuki、Omiya Masashi、Hirano Teruyuki、Wisniewski John、Aoki Wako、Sato Bun’ei
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 ページ: 154~173

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa112

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A planetary system with two transiting mini-Neptunes near the radius valley transition around the bright M dwarf TOI-7762021

    • 著者名/発表者名
      Luque R.、Serrano L. M.、Molaverdikhani K.、Nixon M. C.、Livingston J. H.、Guenther E. W.、Palle E.、Madhusudhan N.、Nowak G.、Korth J.、Cochran W. D.、Hirano T.、et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 645 ページ: A41~A41

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202039455

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The South Africa Near-Infrared Doppler (SAND) instrument: concept and instrument design2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Aoi、Kotani Takayuki、Nishikawa Jun、Ueda Akitoshi、Kuzuhara Masayuki、Tamura Motohide、Nagayama Takahiro、Kurita Mikio、Sumi Takahiro、Yamamuro Tomoyasu、Sato Bun'ei、Hirano Teruyuki、Omiya Masashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE

      巻: 11447 ページ: 114473E

    • DOI

      10.1117/12.2560342

  • [雑誌論文] Precision radial velocity measurements by the forward-modeling technique in the near-infrared2020

    • 著者名/発表者名
      Hirano Teruyuki、Kuzuhara Masayuki、Kotani Takayuki、Omiya Masashi、Kudo Tomoyuki、Harakawa Hiroki、Vievard Sebastien、Kurokawa Takashi、Nishikawa Jun、Tamura Motohide、Hodapp Klaus、Ishizuka Masato、Jacobson Shane、Konishi Mihoko、Serizawa Takuma、Ueda Akitoshi、Gaidos Eric、Sato Bun’ei
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 72 ページ: 93

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa085

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Zodiacal exoplanets in time - XI. The orbit and radiation environment of the young M dwarf-hosted planet K2-25b2020

    • 著者名/発表者名
      Gaidos E、Hirano T、Wilson D J、France K、Rockcliffe K、Newton E、Feiden G、Krishnamurthy V、Harakawa H、Hodapp K W、Ishizuka M、Jacobson S、Konishi M、Kotani T、Kudo T、Kurokawa T、Kuzuhara M、Nishikawa J、Omiya M、Serizawa T、Tamura M、Ueda A、Vievard S
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 498 ページ: L119~L124

    • DOI

      10.1093/mnrasl/slaa136

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The TOI-763 system: sub-Neptunes orbiting a Sun-like star2020

    • 著者名/発表者名
      Fridlund M、Livingston J、Gandolfi D、...、Hirano T.、et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 498 ページ: 4503~4517

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2502

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transmission spectroscopy and Rossiter-McLaughlin measurements of the young Neptune orbiting AU Mic2020

    • 著者名/発表者名
      Palle E.、Oshagh M.、Casasayas-Barris N.、Hirano T.、Stangret M.、Luque R.、Strachan J.、Gaidos E.、Anglada-Escude G.、Plavchan P.、Addison B.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 643 ページ: A25

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202038583

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] K2-280 b - a low density warm sub-Saturn around a mildly evolved star2020

    • 著者名/発表者名
      Nowak Grzegorz、Palle Enric、Gandolfi Davide、Deeg Hans J、Hirano Teruyuki、et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 497 ページ: 4423~4435

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2077

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraining the Bulk Composition of Disintegrating Exoplanets Using Combined Transmission Spectra from JWST and SPICA2020

    • 著者名/発表者名
      Okuya Ayaka、Okuzumi Satoshi、Ohno Kazumasa、Hirano Teruyuki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 901 ページ: 171

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abb088

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of a hot, transiting, Earth-sized planet and a second temperate, non-transiting planet around the M4 dwarf GJ 3473 (TOI-488)2020

    • 著者名/発表者名
      Kemmer J.、Stock S.、Kossakowski D.、Kaminski A.、Molaverdikhani K.、Schlecker M.、Caballero J. A.、Amado P. J.、Astudillo-Defru N.、Bonfils X.、Ciardi D.、Collins K. A.、Espinoza N.、Fukui A.、Hirano T.、et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 642 ページ: A236

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202038967

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs2020

    • 著者名/発表者名
      Nowak G.、Luque R.、Parviainen H.、...、Hirano T.、et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 642 ページ: A173

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202037867

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Multiplanet System TOI-4212020

    • 著者名/発表者名
      Carleo Ilaria、Gandolfi Davide、Barragan Oscar、...、Hirano T.、et al.
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 160 ページ: 114

    • DOI

      10.3847/1538-3881/aba124

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Limits on the Spin-Orbit Angle and Atmospheric Escape for the 22 Myr Old Planet AU Mic b2020

    • 著者名/発表者名
      Hirano Teruyuki、Krishnamurthy Vigneshwaran、Gaidos Eric、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 899 ページ: L13

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aba6eb

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Zodiacal exoplanets in time - X. The orbit and atmosphere of the young ‘neptune desert’-dwelling planet K2-100b2020

    • 著者名/発表者名
      Gaidos E、Hirano T、Mann A W、Owens D A、Berger T A、France K、Vanderburg A、Harakawa H、Hodapp K W、Ishizuka M、Jacobson S、Konishi M、Kotani T、Kudo T、Kurokawa T、Kuzuhara M、Nishikawa J、Omiya M、Serizawa T、Tamura M、Ueda A
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 495 ページ: 650~662

    • DOI

      10.1093/mnras/staa918

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] LHS 1815b: The First Thick-disk Planet Detected by TESS2020

    • 著者名/発表者名
      Gan Tianjun、Shporer Avi、Livingston John H.、Collins Karen A.、Mao Shude、Trani Alessandro A.、Gandolfi Davide、Hirano Teruyuki、et al.
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 159 ページ: 160

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ab775a

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] TOI-503: The First Known Brown-dwarf Am-star Binary from the TESS Mission2020

    • 著者名/発表者名
      Subjak Jan、Sharma Rishikesh、Carmichael Theron W.、...、Hirano T.、et al.
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 159 ページ: 151

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ab7245

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Three planets transiting the evolved star EPIC 249893012: a hot 8.8-M_Earth super-Earth and two warm 14.7 and 10.2-M_Earth sub-Neptunes2020

    • 著者名/発表者名
      Hidalgo D.、Palle E.、Alonso R.、Gandolfi D.、Fridlund M.、Nowak G.、Luque R.、Hirano T.、et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 636 ページ: A89

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201937080

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Observations of Spectroscopic Transits for the TRAPPIST-1 System with High-resolution Near-Infrared Spectroscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Teruyuki Hirano & IRD consortium
    • 学会等名
      43rd COSPAR Scientific Assembly
    • 国際学会
  • [学会発表] 若い系外惑星の軌道傾斜角測定2021

    • 著者名/発表者名
      平野照幸,Vigneshwaran Krishnamurthy,Eric Gaidos,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2021年春季年会
  • [学会発表] Search for young transiting planets by Exo-JASMINE2020

    • 著者名/発表者名
      平野照幸,Exo-JASMINEチーム
    • 学会等名
      JASMINE Consortium Meeting 2020
  • [学会発表] Exoplanet Characterizations by High-resolution Spectroscopy in the Near Infrared2020

    • 著者名/発表者名
      平野照幸
    • 学会等名
      アストロバイオロジーセンター(ABC) シンポジウム 2020: M型星惑星の観測の最前線および惑星環境とバイオシグニチャー
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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