2018 Fiscal Year Annual Research Report
観測と理論の連携による小型低質量系外惑星の基本的性質の解明
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18H01265
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| Research Institution | Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
成田 憲保 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, 特任准教授 (60610532)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
生駒 大洋 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80397025)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 太陽系外惑星 / 小型惑星 / トランジット / TESS / 多色同時撮像カメラ / ディフューザー / 惑星大気 / 視線速度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、天王星・海王星より小さな質量・半径を持つ太陽系外の「小型惑星」に着目し、その周期・質量・半径・大気といった性質を観測によって明らかにしていくとともに、観測結果を理論的に解釈し、小型惑星の形成・移動や大気、内部構造といった知見を深め、小型惑星の基本的性質を理解していくことを目指している。2018年度は主に以下の3つの研究に取り組んだ。
(1) スペイン・テネリフェ島のTCS1.52m望遠鏡のMuSCAT2などを用いて、TESSで発見された惑星候補の追観測を行い、その惑星候補が本物の惑星かどうかの判別に取り組んだ。その結果、10個以上の新しい小型惑星を発見し、その周期・質量・半径などの性質を明らかにした。
(2) 2019年度から始まるTESSの北天サーベイに備えて、岡山1.88m望遠鏡の多色同時撮像カメラMuSCATの性能向上のため、トランジット観測用ディフューザーと専用電動ホルダーの設計・開発を行なった。予定よりこのディフューザーの設計・開発に時間を要したため、電動ホルダーの開発を翌年度に数ヶ月遅らせることとし、本年度の研究費の一部を翌年度に繰り越した。完成したディフューザーおよび電動ホルダーは、2019年7月までにMuSCATに取り付けられた。
(3) トランジット観測で測定される惑星半径から惑星形成過程を読み解くには、大気の獲得量と組成を決定する物理過程を明らかにする必要がある。水素を主体とする円盤ガスの獲得によって形成される原始大気は、同時に集積する岩石成分と反応し、大気組成を大きく変えうる。本年度は、この効果を精査した。結果として、大気量の50%以上のH2Oが生成されること、従来モデルに比べて桁違いに多い大気を獲得しうることが示された。さらに、多色同時トランジット観測を想定し、こうした大気の透過光スペクトルモデルを開発し、その影響を定量的に評価した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新しい小型惑星の発見については、申請時には本研究期間中に20個程度を目標としており、当初の予想を上回るペースで進んでいる。
また、惑星形成と大気の獲得についての理論的研究についても着実な進展があり、新しい効果を取り入れた小型惑星の大気組成と、その組成に対する透過光スペクトルの予言ができるようになった。
トランジット観測用ディフューザーと専用電動ホルダーの開発については数ヶ月の遅れがあったものの、予算の繰り越しを行い2019年7月には取り付けまで完了した。
以上を総合的に見て、おおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
TESSは2018年度は南天のトランジット惑星のサーベイを行なったが、2019年7月からは北天のサーベイを行う。これまで研究代表者らが開発してきた多色同時撮像カメラMuSCAT・MuSCAT2は北半球に設置されているため、2019年度は南天だけでなく北天の新しい小型惑星の発見を目指す。また、既に発見された南天の小型惑星については、引き続き質量や大気などの特徴付けを進めていく。
2018年度には開発が完了しなかったトランジット観測用ディフューザーと専用電動ホルダーについては、2019年度の早期に開発・設置を完了し、実際の観測的研究に取り入れていく。
理論面では、引き続きさまざまな物理過程を取り入れた惑星形成理論を構築し、いくつかのパラメータによって小型惑星の周期・質量・半径・大気といった性質を理論的に予言できるようにする。そして実際にTESSで発見された小型惑星の観測結果と比較を行い、より適切なパラメータの絞り込みや考慮されていなかった効果の洗い出しを行い、理論モデルを進化させていく。
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[Presentation] 4色同時撮像カメラMuSCAT2の初期成果とTESSに向けたMuSCAT3開発の展望2018
Author(s)
成田憲保, 福井暁彦, 日下部展彦, 渡辺紀治, 田村元秀, 山室智康, 生駒大洋, 川島由依, 越本直季, 川内紀代恵, John Livingston, Jerome de Leon, 寺田由佳, 森万由子
Organizer
日本惑星科学会2018年度秋季講演会
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