高精度近赤外3色同時トランジット観測によるスーパーアースの基本的性質の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25247026
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 成田 憲保 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60610532)
• 研究分担者: 泉浦 秀行 国立天文台, 岡山天体物理観測所, 准教授 (00211730) ; 生駒 大洋 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80397025)
• 研究期間 (年度): 2013-05-31 – 2017-03-31
• キーワード: 太陽系外惑星 / トランジット / スーパーアース / 観測装置開発 / 多色撮像カメラ / 透過光分光 / 系外惑星大気

研究実績の概要

本研究は、最近太陽系外で発見されつつある「スーパーアース」、すなわち太陽系の地球と天王星・海王星の中間の質量・半径を持つ惑星の基本的な性質を調べることを目的としてきた。そこで本研究では、トランジット法によって新しいスーパーアースを発見することとその性質を明らかにすることを目指して、岡山天体物理観測所の188cm望遠鏡に新しく搭載する多色撮像カメラMuSCATの開発を行ってきた。
平成28年度は、本科研費で開発した多色撮像カメラMuSCATを用いた観測的研究と、その結果の理論的解釈に取り組んだ。特にMuSCATを用いた観測からは以下の3本の論文を発表した。(1)ハビタブルゾーンにあるスーパーアースK2-3dのトランジットの地上初検出とそれによる惑星公転周期の精密化(Fukui et al. 2016)、(2)G型星を公転するほぼ海王星サイズの新しいトランジット惑星K2-105bの発見(Narita et al. 2017)、(3)若いTタウリ型星CVSO30に見られるトランジット状減光の調査(Onitsuka et al. 2017)。
また、この他に国際共同研究によって若いK型星を公転する新しいスーパーアースの発見(Gaidos et al. 2017)など9本の論文を発表した。さらに論文としては未発表ではあるが、プレセペ星団中にある若いスーパーアースの多色トランジット観測など既知の複数のスーパーアースの観測をMuSCATで実施した。これらのデータは引き続き解析と論文化を行っていく予定である。
また、MuSCATは今後も活用することができると共に、MuSCATの高い測光性能が評価され、スペイン・テネリフェ島にあるTCS1.5m望遠鏡に新しくMuSCAT2を搭載することも決定した。
以上の実績によって、本研究の当初の目的を十分に達成し、今後の研究へとつなげることができたと考えられる。

現在までの達成度 (段落)

28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

28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] MIT/Princeton/University of Hawaii(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: MIT/Princeton/University of Hawaii
• [国際共同研究] IAC/CSIC-IEEC(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: IAC/CSIC-IEEC
• [国際共同研究] Leiden Observatory(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: Leiden Observatory
• [国際共同研究] Aarhus University(デンマーク)
  • 国名: デンマーク
  • 外国機関名: Aarhus University
• [雑誌論文] Zodiacal Exoplanets in Time (ZEIT) II. A "Super-Earth" Orbiting a Young K Dwarf in the Pleiades Neighborhood (2017)
  • 著者名/発表者名: E. Gaidos, A. W. Mann, A. RIzzuto, L. Nofi, G. Mace, A. Vanderburg, G. Feiden, N. Narita, Y. Takeda, T. M. Esposito, R. J. De Rosa, M. Ansdell, T. Hirano, J. R. Graham, A. Kraus, D. Jaffe
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 464 ページ: 850-862
  • DOI: 10.1093/mnras/stw2345
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] K2-99: a subgiant hosting a transiting warm Jupiter in an eccentric orbit and a long-period companion (2017)
  • 著者名/発表者名: A. M. S. Smith, D. Gandolfi, O. Barragan, B. Bowler, Sz. Csizmadia, M. Endl, M. C. V. Fridlund, S. Grziwa, E. Guenther, A. P. Hatzes, G. Nowak, S. Albrecht, R. Alonso, J. Cabrera, W. D. Cochran, F. Cusano, H. J. Deeg, Ph. Eigmuller, A. Erikson, D. Hidalgo, T. Hirano, M. C. Johnson, J. Korth, A. Mann, N. Narita, et al.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 464 ページ: 2708-2716
  • DOI: 10.1093/mnras/stw2487
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The K2-ESPRINT project. VI. K2-105 b, a hot Neptune around a metal-rich G-dwarf (2017)
  • 著者名/発表者名: Norio Narita, Teruyuki Hirano, Akihiko Fukui, Yasunori Hori, Fei Dai, Liang Yu, John Livingston, Tsuguru Ryu, Grzegorz Nowak, Masayuki Kuzuhara, Bun'ei Sato, Yoichi Takeda, Simon Albrecht, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 69 ページ: 29 (12 pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psx002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multi-color simultaneous photometry of the T-Tauri star with planetary candidate, CVSO 30 (2017)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Onitsuka, Akihiko Fukui, Norio Narita, Teruyuki Hirano, Nobuhiko Kusakabe, Tsuguru Ryu, Motohide Tamura
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 69 ページ: L2 (6 pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/psx004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] EPIC 219388192b - An Inhabitant of the Brown Dwarf Desert in the Ruprecht 147 Open Cluster (2017)
  • 著者名/発表者名: Grzegorz Nowak, Enric Palle, Davide Gandolfi, Fei Dai, Antonino F. Lanza, Teruyuki Hirano, Oscar Barragan, Akihiko Fukui, Hans Bruntt, Michael Endl, William D. Cochran, et al. (including Norio Narita)
  • 雑誌名: Astronomical Journal 巻: 153 ページ: 131 (11 pp)
  • DOI: 10.3847/1538-3881/aa5cb6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Doppler Monitoring of five K2 Transiting Planetary Systems (2016)
  • 著者名/発表者名: Fei Dai, Joshua N. Winn, Simon Albrecht, Pamela Arriagada, Allyson Bieryla, R. Paul Butler, Jeffrey D. Crane, Teruyuki Hirano, John Asher Johnson, Amanda Kiilerich, David W. Latham, Norio Narita, Grzegorz Nowak, Enric Palle, Ignasi Ribas, Leslie A. Rogers, Roberto Sanchis-Ojeda, et al.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 823 ページ: 115 (16 pp)
  • DOI: 10.3847/0004-637X/823/2/115
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The K2-ESPRINT Project IV: A Hot Jupiter in a Prograde Orbit with a Possible Stellar Companion (2016)
  • 著者名/発表者名: Teruyuki Hirano, Grzegorz Nowak, Masayuki Kuzuhara, Enric Palle, Fei Dai, Liang Yu, Vincent Van Eylen, Yoichi Takeda, Timothy D. Brandt, Norio Narita, Sergio Velasco, Jorge Prieto Arranz, Roberto Sanchis-Ojeda, Joshua N. Winn, Tomoyuki Kudo, Nobuhiko Kusakabe, Akihiko Fukui, Bun'ei Sato, Simon Albrecht, et al.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 825 ページ: 53 (9 pp)
  • DOI: 10.3847/0004-637X/825/1/53
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-contrast Imaging of Intermediate-mass Giants with Long-term Radial Velocity Trends (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuguru Ryu, Bun'ei Sato, Masayuki Kuzuhara, Norio Narita, Yasuhiro H. Takahashi, Taichi Uyama, Tomoyuki Kudo, Nobuhiko Kusakabe, Jun Hashimoto, Masashi Omiya, Hiroki Harakawa, Lyu Abe, Hiroyasu Ando, Wolfgang Brandner, Timothy D. Brandt, Joseph C. Carson, Thayne Currie, Sebastian Egner, Markus Feldt, et al.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 825 ページ: 127 (13 pp)
  • DOI: 10.3847/0004-637X/825/2/127
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The K2-ESPRINT Project V: A Short-period Giant Planet Orbiting a Subgiant Star (2016)
  • 著者名/発表者名: Vincent Van Eylen, Simon Albrecht, Davide Gandolfi, Fei Dai, Joshua N. Winn, Teriyuki Hirano, Norio Narita, Hans Bruntt, Jorge Prieto-Arranz, Victor J. S. Bejar, Grzegorz Nowak, Mikkel N. Lund, Enric Palle, Ignasi Ribas, Roberto Sanchis-Ojeda, et al.
  • 雑誌名: Astronomical Journal 巻: 152 ページ: 143 (11 pp)
  • DOI: 10.3847/0004-6256/152/5/143
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SEEDS direct imaging of the RV-detected companion to V450 Andromedae, and characterization of the system (2016)
  • 著者名/発表者名: K. G. Helminiak, M. Kuzuhara, K. Mede, T. D. Brandt, R. Kandori, T. Suenaga, N. Kusakabe, N. Narita, J. C. Carson, T. Currie, T. Kudo, J. Hashimoto, L. Abe, E. Akiyama, W. Brandner, M. Feldt, M. Goto, C. A. Grady, O. Guyon, et al.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 832 ページ: 33 (13 pp)
  • DOI: 10.3847/0004-637X/832/1/33
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ground-based Transit Observation of the Habitable-zone Super-Earth K2-3d (2016)
  • 著者名/発表者名: Akihiko Fukui, John Livingston, Norio Narita, Teruyuki Hirano, Masahiro Onitsuka, Tsuguru Ryu, Nobuhiko Kusakabe
  • 雑誌名: Astronomical Journal 巻: 152 ページ: 171 (12 pp)
  • DOI: 10.3847/0004-6256/152/6/171
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A high precision technique to correct for residual atmospheric dispersion in high-contrast imaging systems (2016)
  • 著者名/発表者名: P. Pathak, O. Guyon, N. Jovanovic, J. Lozi, F. Martinache, Y. Minowa, T. Kudo, H. Takami, Y. Hayano, N. Narita
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Pacific 巻: 128 ページ: 124404 (9 pp)
  • DOI: 10.1088/1538-3873/128/970/124404
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Formation and Evolution of Protoatmospheres (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Massol, K. Hamano, F. Tian, M. Ikoma, Y. Abe, E. Chassefiere, A. Davaille, H. Genda, M. Gudel, Y. Hori, et al.
  • 雑誌名: Space Science Reviews 巻: 205 ページ: 153-211
  • DOI: 10.1007/s11214-016-0280-1
  • 国際共著
• [学会発表] MuSCAT and MuSCAT2 for Detection and Characterization of Transiting Exoplanets (2017)
  • 著者名/発表者名: Norio Narita
  • 学会等名: Formation and Dynamical Evolution of Exoplanets
  • 発表場所: Aspen Center for Physics, Colorado, USA
  • 年月日: 2017-03-27 – 2017-03-27
  • 国際学会
• [学会発表] TRAPPIST-1 and Future Surveys of Habitable Transiting Earth-like Planets (2017)
  • 著者名/発表者名: Norio Narita
  • 学会等名: AstroBiology Center, NINS International Workshop 2017
  • 発表場所: 広島大学、広島県東広島市
  • 年月日: 2017-03-23 – 2017-03-23
  • 国際学会
• [学会発表] MuSCATによるトランジット惑星観測 運用2年目の観測成果と今後の展望 (2017)
  • 著者名/発表者名: 成田憲保, 福井暁彦, 日下部展彦, 鬼塚昌宏, 笠嗣瑠, 平野照幸, 田村元秀, ほか MuSCAT/MuSCAT2チーム, ESPRINTチーム
  • 学会等名: 2017年日本天文学会春季年会
  • 発表場所: 九州大学、福岡県福岡市
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-16
• [学会発表] Transmission spectrum models of exoplanet atmospheres with haze: Effect of creation, growth, and settling of haze particles (2017)
  • 著者名/発表者名: Yui Kawashima, Masahiro Ikoma
  • 学会等名: Planet2 Symposium 2017: Origin and diversity of planetary systems from the microscope to the telescope
  • 発表場所: Villefranche-sur-Mer, France
  • 年月日: 2017-02-20 – 2017-02-20
  • 国際学会
• [学会発表] すばるとケックの連携によるTESSフォローアップ (2017)
  • 著者名/発表者名: 成田憲保
  • 学会等名: すばる-ケック連携のためのワークショップ
  • 発表場所: 国立天文台、東京都三鷹市
  • 年月日: 2017-01-13 – 2017-01-13
  • 招待講演
• [学会発表] Subaru-TESS Synergy (2017)
  • 著者名/発表者名: Norio Narita
  • 学会等名: Subaru Users' Meeting FY2016
  • 発表場所: 国立天文台、東京都三鷹市
  • 年月日: 2017-01-12 – 2017-01-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] MuSCAT and MuSCAT2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Norio Narita
  • 学会等名: TESS Science Team Meeting/TFOP splinter session
  • 発表場所: MIT, Cambridge, Massachusetts, USA
  • 年月日: 2016-12-09 – 2016-12-09
  • 国際学会
• [学会発表] Theoretical transmission spectra of warm super-Earths with hazy atmospheres (2016)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Ikoma, Yui Kawashima
  • 学会等名: Japan-Germany Planet & Disk Workshop
  • 発表場所: ビーチホテルサンシャイン、沖縄県石垣市
  • 年月日: 2016-09-29 – 2016-09-29
  • 国際学会
• [学会発表] MuSCATによるTESSトランジット惑星候補の観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 成田憲保
  • 学会等名: 2016年度岡山ユーザーズミーティング
  • 発表場所: 国立天文台、東京都三鷹市
  • 年月日: 2016-09-08 – 2016-09-08
• [学会発表] MuSCATの運用状況と1年目の観測成果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 成田憲保
  • 学会等名: 2016年度岡山ユーザーズミーティング
  • 発表場所: 国立天文台、東京都三鷹市
  • 年月日: 2016-09-07 – 2016-09-07
• [学会発表] 3.8m望遠鏡可視高分散分光器によるTESS惑星候補星の観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 成田憲保
  • 学会等名: 京大岡山3.8m望遠鏡時代における可視高分散分光天文学 II
  • 発表場所: 京都大学、京都府京都市
  • 年月日: 2016-09-02 – 2016-09-02
• [学会発表] TESSとすばるによる連携観測のサイエンス (2016)
  • 著者名/発表者名: 成田憲保
  • 学会等名: 2020年代のすばる望遠鏡と衛星計画のシナジー検討研究会
  • 発表場所: 国立天文台、東京都三鷹市
  • 年月日: 2016-04-22 – 2016-04-22
  • 招待講演
• [備考] そこにあるはずがない惑星を発見
  • URL: http://abc-nins.jp/press/20160702_K2-39.html
• [備考] 星をふらつかせる未知の天体は惑星？恒星？
  • URL: http://subarutelescope.org/Pressrelease/2016/09/07/j_index.html
• [備考] 生命がいるかもしれない惑星の ”影” の観測に成功
  • URL: http://www.oao.nao.ac.jp/public/research/k2-3d/
• [備考] 灼熱の海王星型惑星K2-105bを発見 ～第２の地球探しへの足がかり～
  • URL: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2017/5270/