2019 Fiscal Year Annual Research Report
系外惑星の軌道・表層進化とそのリモートセンシングへの応用
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18H01247
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
須藤 靖 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90183053)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石渡 正樹 北海道大学, 理学研究院, 教授 (90271692)
河原 創 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90649758)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 系外惑星 / 天体力学 / 三体問題 / 大循環モデル / リモートセンシング / バイオシグニチャー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は以下の4つの具体的なテーマを設定して研究を行った。
1)ブラックホール連星の周りを公転する星の運動を、３体問題を応用して摂動的に解き、その運動から内側のブラックホール連星のパラメータを推定する方法論を提案する
2)星の光度変動からその自転周期を分光観測から得られる速度分散の値と組み合わせて、星の自転傾斜角を推定する方法の信頼度を検証し、トランジット惑星をもつ星に対して、それらの自転傾斜角の統計分布を導く
3)観測されている原始惑星系円盤を初期条件として、それから予想される惑星系の軌道進化と多様性を計算し、観測データと比較することで、惑星系の起源を探る
4)地球の表層データを用いて、太陽に対する自転傾斜角を変化させた10個程度の大循環シミュレーションを実行する。そこで得られた大気と雲の分布を用いて輻射輸送計算を行い、光度曲線の周波数変動から、惑星の自転傾斜角を推定する方法論を確立する
１）については、ブラックホール連星の周りを公転する恒星の運動を摂動的に解くことに成功し、直接数値計算した結果と比較することで、恒星の運動から中心のブラックホール連星の有無を調べる方法論を確立するとともに、第３体が恒星ではなくパルサーである場合に、相対論的効果を通じて連星パラメータ推定の縮退が解けることを明らかにした。2)に関しては、精密なデータ解析とその解釈に予想以上に時間を費やしたが、やっとほぼ終了し、現在論文を執筆中である。３）については、HLTau系を用いた計算では、従来の予想とは異なり、それが安定な多重惑星系になることを発見した。さらに、流体シミュレーションを用いて原始惑星系円盤中の恒星の自転傾斜角の進化を調べた。４）については、将来の観測から、惑星の自転傾斜角の推定が可能であることを発見した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
繰越をせざるを得ない状況になった一方で、当年度の課題にかける時間が増えたため、当初予定していた課題以上に拡張した研究が可能となった。おかげで、それらに関して当初の予定以上の論文を出版することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の結果をもとに今後は、それをさらに発見させる具体的な方向性が明らかとなった。
１）については、より長期的な系の安定性を調べるために永年摂動論を用いる解析を進めている。２）は現在結果をまとめた論文を執筆中である。３）については、HL Tauのみならず、すでにALMA天文台で高角度分解能のイメージが得られている２０個程度の系に対して、その初期条件を推定するとともに、数値計算によってその進化を予言する計算を実行する予定である。４）に関しては、当初の目的は一応達成することができたので、その計算結果を他のリモートセンシング模擬観測の入力として活用する方法を検討中である。
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