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2021 年度 実績報告書

若い恒星まわりの系外惑星探査:新解析手法の確立とトランジット惑星観測

公募研究

研究領域新しい星形成論によるパラダイムシフト:銀河系におけるハビタブル惑星系の開拓史解明
研究課題/領域番号 21H00035
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) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワード系外惑星 / 散開星団 / トランジット惑星 / 近赤外分光 / 視線速度
研究実績の概要

本研究では,将来的な若い恒星まわりの太陽系外惑星の大規模な探査を念頭に置いて,(1) 若い恒星に見られる視線速度ジッター(恒星活動による見かけ上の視線速度変化)の評価と抑制法の開発,(2) すでに見つかっている若いトランジット惑星の軌道・大気等の特徴付け,という2つのテーマに取り組んでいる。(1)のテーマでは,視線速度ジッターの理論モデル計算を実施するとともに,実際にすばる望遠鏡の近赤外分光器IRDを用いていくつかの若い惑星系(K2-25,K2-33等)を観測することで近赤外域での若い恒星の視線速度ジッターの振る舞いを詳細に調査した。その結果,「視線速度ジッターには強い波長依存性があること(従来の予想に反して長波長側で視線速度ジッターが大きいこと)」,「磁場によるスペクトル線のゼーマン効果が場合によって大きな視線速度ジッターになりうること」などを新たに突き止めた。
(2)のテーマに関しては,2021年度はHIP67522など新たに発見された若い系外惑星系の近赤外トランジット分光観測を実施するとともに,V1298 Tauなど以前IRDによるトランジット分光観測を実施していた惑星系のデータの解析を進めた。IRDデータの解析をもとにロシター効果による軌道傾斜角の測定し,V1298 Tau系は星の自転軸と惑星(複数存在)の公転軸がほぼ揃っていることを確認した。同じトランジット分光データを用いることで,透過光分光法により惑星ヘリウム大気の制限を行った。

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

当初の計画通り研究は進められており,観測についても概ね希望するデータは取得された。2022年度も同様のペースで研究をすすめることで,各テーマの研究目的を達成できる目処が立った。

今後の研究の推進方策

引き続き,上記研究テーマ(1), (2)を遂行する。(1)のテーマについては,2021年度の研究でM型矮星などのスペクトル中に分子線が非常に豊富に存在するケースでは,視線速度ジッターの原因となる黒点等の温度に依存してジッターのパターン(特に視線速度変動振幅)が大きく異なる可能性が示唆された。2022年度はこれをさらに追求し,理論計算と実際の観測データの解析によって黒点とそれ以外の光球面の温度によってどのような違いが生じるかを精査する。さらに,これらの情報をもとに,視線速度ジッターを除いて真の惑星シグナルを取り出す方法論を構築する。
一方,テーマ(2)についてはこれまでの観測で得られたデータ(特にHIP67522のトランジット分光のデータ)の解析を進め,できるだけ早く結果を学術論文としてまとめる。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 14件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件)

  • [国際共同研究] ハワイ大学/カリフォルニア工科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ハワイ大学/カリフォルニア工科大学
  • [雑誌論文] Elemental Abundances of nearby M Dwarfs Based on High-resolution Near-infrared Spectra Obtained by the Subaru/IRD Survey: Proof of Concept2022

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Hiroyuki Tako、Aoki Wako、Hirano Teruyuki、et al.
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 163 ページ: 72

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ac3ee0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tidal Effects on the Radial Velocities of V723 Mon: Additional Evidence for a Dark 3 M_sun Companion2021

    • 著者名/発表者名
      Masuda Kento、Hirano Teruyuki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 910 ページ: L17

    • DOI

      10.3847/2041-8213/abecdc

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mass and density of the transiting hot and rocky super-Earth LHS 1478 b (TOI-1640 b)2021

    • 著者名/発表者名
      Soto M. G.、Anglada-Escude G.、Dreizler S.、...., Hirano T., et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 649 ページ: A144

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202140618

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Joint Analysis of Multicolor Photometry: A New Approach to Constrain the Nature of Multiple-star Systems Hosting Exoplanet Candidates2021

    • 著者名/発表者名
      Miyakawa Kohei、Hirano Teruyuki、Sato Bun’ei、Fukui Akihiko、Narita Norio
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 161 ページ: 276

    • DOI

      10.3847/1538-3881/abf500

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hot planets around cool stars - two short-period mini-Neptunes transiting the late K-dwarf TOI-12602021

    • 著者名/発表者名
      Georgieva I Y.、Persson C M.、Barragan O.、..., Hirano T., et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 505 ページ: 4684~4701

    • DOI

      10.1093/mnras/stab1464

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nondetection of Helium in the Upper Atmospheres of TRAPPIST-1b, e, and f2021

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

      The Astronomical Journal

      巻: 162 ページ: 82

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ac0d57

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Wavelength Dependence of Activity-induced Photometric Variations for Young Cool Stars in Hyades2021

    • 著者名/発表者名
      Miyakawa Kohei、Hirano Teruyuki、Fukui Akihiko、Mann Andrew W.、Gaidos Eric、Sato Bun’ei
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 162 ページ: 104

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ac111d

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Youngest Planet to Have a Spin-Orbit Alignment Measurement AU Mic b2021

    • 著者名/発表者名
      Addison Brett C.、Horner Jonathan、Wittenmyer Robert A.、Heitzmann Alexis、Plavchan Peter、Wright Duncan J.、Nicholson Belinda A.、Marshall Jonathan P.、Clark Jake T.、Guenther Maximilian N.、Kane Stephen R.、Hirano Teruyuki、et al.
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 162 ページ: 137

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ac1685

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Two Bright M Dwarfs Hosting Ultra-Short-Period Super-Earths with Earth-like Compositions*2021

    • 著者名/発表者名
      Hirano Teruyuki、Livingston John H.、Fukui Akihiko、et al.
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 162 ページ: 161

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ac0fdc

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Masses and compositions of three small planets orbiting the nearby M dwarf L231-32 (TOI-270) and the M dwarf radius valley2021

    • 著者名/発表者名
      Van Eylen V、Astudillo-Defru N、Bonfils X、Livingston J、Hirano T、et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 507 ページ: 2154-2173

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2143

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Zodiacal Exoplanets in Time (ZEIT). XIV. He I Transit Spectroscopy of the 650 Myr Hyades Planet K2-136c2021

    • 著者名/発表者名
      Gaidos Eric、Hirano Teruyuki、Omiya Masashi、Kuzuhara Masayuki、Kotani Takayuki、Tamura Motohide、Harakawa Hiroki、Kudo Tomoyuki
    • 雑誌名

      Research Notes of the AAS

      巻: 5 ページ: 238~238

    • DOI

      10.3847/2515-5172/ac31bd

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 37 new validated planets in overlapping K2 campaigns2021

    • 著者名/発表者名
      de Leon J P、Livingston J、Endl M、Cochran W D、Hirano T、et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 508 ページ: 195~218

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2305

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Diving Beneath the Sea of Stellar Activity: Chromatic Radial Velocities of the Young AU Mic Planetary System2021

    • 著者名/発表者名
      Cale Bryson L.、Reefe Michael、Plavchan Peter、..., Hirano Teruyuki, et al.
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 162 ページ: 295

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ac2c80

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] GJ 367b: A dense, ultrashort-period sub-Earth planet transiting a nearby red dwarf star2021

    • 著者名/発表者名
      Lam Kristine W. F.、Csizmadia Szilard、Astudillo-Defru Nicola、Bonfils Xavier、Gandolfi Davide、Padovan Sebastiano、Esposito Massimiliano、Hellier Coel、Hirano Teruyuki、et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 374 ページ: 1271~1275

    • DOI

      10.1126/science.aay3253

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Zodiacal exoplanets in time - XIII. Planet orbits and atmospheres in the V1298 Tau system, a keystone in studies of early planetary evolution2021

    • 著者名/発表者名
      Gaidos E、Hirano T、Beichman C、Livingston J、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

      巻: 509 ページ: 2969~2978

    • DOI

      10.1093/mnras/stab3107

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] TOI-2285b: A 1.7 Earth-radius planet near the habitable zone around a nearby M dwarf2021

    • 著者名/発表者名
      Fukui Akihiko、Kimura Tadahiro、Hirano Teruyuki、et al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 74 ページ: L1~L8

    • DOI

      10.1093/pasj/psab106

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 近赤外分光による若い系外惑星の観測2022

    • 著者名/発表者名
      平野照幸
    • 学会等名
      新学術領域「星・惑星形成」2021年度大研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Follow-up Observations of Transiting Planet Candidates Identified by K22022

    • 著者名/発表者名
      Teruyuki Hirano & KESPRINT consortium
    • 学会等名
      第10回 宇宙における生命ワークショップ
  • [学会発表] JASMINE衛星による精密測光観測2022

    • 著者名/発表者名
      平野照幸,河原創,上塚貴史,大澤亮,片坐宏一,Exo-JASMINEチーム
    • 学会等名
      日本天文学会2022年春季年会
  • [学会発表] 若い恒星まわりの系外惑星探査:新解析手法の確立とトランジット惑星観測2021

    • 著者名/発表者名
      平野照幸
    • 学会等名
      新学術「星惑星形成」後半戦キックオフミーティング
  • [学会発表] 系外惑星探査におけるデータ科学手法2021

    • 著者名/発表者名
      平野照幸
    • 学会等名
      惑星科学と情報基盤シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 低質量星まわりの系外惑星探査:近赤外線観測が切り開く系外惑星科学のフロンティア2021

    • 著者名/発表者名
      平野照幸
    • 学会等名
      日本惑星科学会2021年秋季講演会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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