大離心率トランジット惑星HD17156bの 公転軌道傾斜角の測定 国立天文台 光赤外研究部 成田 憲保 佐藤 文衛(東工大)、 大島 修(水島工業高) Joshua N. Winn(MIT) 内容 • 惑星形成理論と公転軌道傾斜角 • ロシター効果について • 岡山での分光・測光観測結果 • 今年度の観測予定 太陽系外惑星の多様性 惑 星 の 有 効 質 量 Snow Line Jupiter 惑星の軌道長半径 Extrasolar Planets Catalog より作成 太陽系外惑星の多様性 Eccentric Planets 惑 星 の 軌 道 離 心 率 Jupiter 惑星の軌道長半径 惑星軌道分布の特徴 • 巨大惑星が内側の軌道にある – もともとは遠くでできたはず 外側から内側への惑星の移動過程があったはず • 離心率を持った惑星が多く存在する – 離心率を増大させる何らかの機構があるはず • これらの特徴を説明する理論モデルは？ hot Jupiter形成理論の例 1. 惑星が円盤との相互作用で徐々に移動（Type II migration） コア集積モデルの自然な帰結 離心率と公転軌道傾斜角は～0となる 2. 惑星同士の重力散乱による移動（planet-planet scattering） 3つ以上の巨大惑星が形成した場合に起こる 大きな離心率と大きな公転軌道傾斜角を得る可能性がある 3. 伴星による古在共鳴と主星の潮汐力で移動（Kozai migration） 連星系にある一部の惑星に対して起こる 大きな離心率と大きな公転軌道傾斜角を得る可能性がある HD17156bについて • N2Kプロジェクトで発見（佐藤文衛他 2007年秋季年会P55a） • 2007年10月にトランジットが報告された(Barbieri et al. 2007) • 非常に面白い恒星・惑星パラメータ – 主星が明るい (V = 8.2) – 大きな離心率を持つ (e = 0.67) – トランジット惑星としては最長の公転周期 (P = 21日) – 大きな惑星質量 (Mp = 3.1MJup) • 大きな公転軌道傾斜角を持つかもしれない絶好のターゲット – どうやって公転軌道傾斜角を測定するのか？ ロシター効果 恒星 惑星 惑星 近づく側を隠す → 遠ざかって見える 遠ざかる側を隠す → 近づいて見える ロシター効果 ＝ 惑星がトランジット中に主星の自転を隠す効果 トランジット中の視線速度を測定する ロシター効果の形 Gaudi & Winn (2007) 惑星がどのような軌道を通ったかでロシター効果の形が変わる 主星の自転軸に対する惑星の公転軸の傾き（公転軌道傾斜角）が測定できる 今回の観測 • 2007年11月12日（トランジット発見後、最初のトランジット） • 世界で初めてこの惑星系のロシター効果を観測できるチャンス • かつ2007年中に日本で観測できる唯一の機会 • 岡山での同時分光・測光観測 – 岡山天体物理観測所 １８８ｃｍ望遠鏡 HIDES による分光観測（※） – 「日本トランジット観測ネットワーク」による測光観測 ※謝辞 京大の森谷さんらのグループと岡山プラネットサーチグループより観測時間をいただきました 得られたデータ 上段 • Rc バンド測光データ • 251 samples • 約4mmag の測光精度 下段 • HIDES視線速度データ • 25 samples • 10～20 m s-1 の精度 データの解析方法 • 視線速度にpublished dataを追加 – Subaru 9, Keck 24 samples (Fischer et al. 2007) • Ohta, Taruya, & Suto (2005, 2006) の公式でモデル化 – ロシター効果を含む視線速度・光度曲線を同時フィット • ３つの統計手法でパラメータの最適値と誤差の評価 – Δχ2 – Monte Carlo bootstrap – Markov Chain Monte Carlo (MCMC) ロシター効果のフィット結果 λ= 62 ± 25 度 (Δχ2), reduced χ2 = 0.97 67 ± 26 度 (bootstrap) 65 ± 25 度 (MCMC) 観測結果のまとめとその後の進展 • HD17156bのロシター効果を世界で初めて観測 • 岡山HIDESの観測結果から λ= 62±25 度 を得た – Narita et al. (2008) PASJ 4月25日号で報告 – 面白い結果だが、視線速度の誤差がまだ大きい • 別の観測結果が最近報告された（Cochran et al. ApJL 08/08/10） – HET（9.2m）のトランジット前半の観測からλ= -32.4±25.2 度 – 我々のデータを合わせると、ほとんどずれていないと結論 • 視線速度の残差にうねりが見える？(Short et al. ApJL submitted) – P = 111 days に ～20 MEarth の惑星があると予言している 今年度の観測予定 • すばると岡山での観測時間を確保 – すばるではλを5度以内の精度で決定可能 – 岡山では昨年と同じ位相を観測し去年の結果と比較できる • 今年度の観測から目指すこと – HD17156bのλのより正確な値の測定 – この惑星系での2つ目の惑星の存在を確認/制限
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