トランジット惑星系TrES-1における初めてのRossiter効果の観測結果成田憲保（東京大学）塩谷圭吾（宇宙研）、佐藤文衛（岡山観測所）太田泰弘、樽家篤史、須藤靖（東京大学） Joshua N. Winn（MIT）、Edwin L. Turner （Princeton）青木和光、田村元秀、山田亨（国立天文台）吉井譲（東京大学） 1/16 目次  背景   観測   データ、モデル、パラメータ、χ2 統計量の定義結果   Subaru / MAGNUMでの同時分光・測光観測解析   hot Jupiterの形成理論とRossiter効果のつながり視線速度のフィット、パラメータの制限考察 2/16 背景: 1. hot Jupiterはどうやってできたのか diskの中で遠くでできた巨大惑星がmigrationしてきた  disk-planet interaction (Type I & II migration)  大きな離心率や大きな軌道傾斜角のずれは生まない 2. 惑星同士の重力散乱で内側に放り込まれた  planet-planet interaction, Jumping Jupiter model  大きな離心率や大きな軌道傾斜角を持つ可能性がある  後にtidal circularizationで離心率はほぼ0になる 3. 連星系の場合、伴星からの摂動を受ける  Kozai migration (Wu & Murray 2003)  大きな離心率（と軌道傾斜角）を持つ → HD 80606を説明 3/16 背景: Jumping Jupiter modelの場合 9割が10度以上軌道傾斜角離心率軌道長半径近星点距離ずれている集中しているのは・初期の惑星配置・エネルギー保存のため Marzari & Weidenschilling (2002) ： 3つの木星質量惑星で散乱した場合 4/16 背景: hot Jupiterの形成モデルを見分けるには hot Jupiterの公転軸が主星の自転軸とそろっているかどうかを見ればよい※ hot Jupiterの公転軸と主星の自転軸のなす角を天球面に射影した角（λ）はRossiter効果を使って測ることができる ※初期状態では惑星の軌道面（円盤面）と主星の自転面は一致していたと仮定 5/16 背景: Rossiter効果とλの関係 Rossiter効果＝惑星がトランジット中に主星の自転を隠すため見かけ上視線速度がケプラー運動によるものからずれる効果 Gaudi & Winn (2007) 6/16 背景: ターゲットとなるトランジット惑星系現在見つかっているトランジット惑星系 → 14個主星の明るさが V < 12※ → 9個   V ～ 8 (HD209458, HD189733, HD149026)  全て視線速度法で発見された  KeckでRossiter効果の観測が行われた  HD 209458 ： λ= 4.4 ± 1.4 [deg] (Winn et al. 2005)  HD 189733 ： λ= -1.4 ± 1.1 [deg] (Winn et al. 2006) V ～12 (TrES-1, TrES-2, HAT-P-1, XO-1, WASP-1, WASP-2)  全てトランジットサーベイで発見された  TrES-1（V = 11.8）は2004年、TrES-1以外は2006年に発見された  まだどれもRossiter効果の観測は試みられていなかった ※すばる望遠鏡でRossiter効果の検出が可能（2005年度春季年会：成田他） 7/16 観測: すばる/マグナム同時分光・測光観測 TrES-1のトランジットを観測（ハワイ時間：2006年6月20日）マウイ島ハレアカラのマグナムで測光観測ハワイ島マウナケアのすばるで分光観測 8/16 観測: すばるでの視線速度観測すばる/HDSで得られた視線速度  20 samples  波長分解能： 45000  露光時間： 15 min  シーイング：～1.0 arcsec  S/N ：～ 60 (ヨードセル)  Sato et al. (2002)のアルゴリズムで視線速度を決定  10 ～ 15 m/s の決定精度 9/16 観測: マグナムでの測光観測  184 samples  フィルター： V  露光時間： 40 or 60 sec  2 mmag の測光精度マグナムで得られたV band光度曲線 10/16 解析:   なるべく強い制限をつけるためpublished dataを追加  Keck 12 ( 7 + 5 ) RV samples  FLWO 1149 (3 transits) photometric samples Ohta, Taruya, & Suto (2005) の公式でモデル化   データ、モデル、パラメータ Rossiter効果を含む視線速度・光度曲線を同時フィットフリーパラメータ： 15個  K, VsinIs, λ：主に視線速度に関係  i, uV, uz, Rs, Rp/Rs ：主に光度曲線に関係  v1, v2, v3 ：視線速度のoffset  Tc(234), Tc(235), Tc(236), Tc(238) ：トランジット中心時刻 11/16 解析:  TrES-1ではVsinIsに制限がつけられている   VsinIsへの制限、χ2 統計量 VsinIs = 1.08 ± 0.30 km/s (Laughlin et al. 2005) VsinIsの制限を考慮した場合(a)、しない場合(b)で計算 (a) (b) 12/16 結果: RV fittingの例 a ：制限あり、 b ：制限なし 13/16 結果: VsinIsとλへの制限 (a) ： VsinIs = 1.3 ± 0.3 [km/s], λ= 30 ± 21 [deg] (b) ： VsinIs = 2.5 ± 0.8 [km/s], λ= 48 ± 17 [deg] コントアは内側から⊿χ2=1,00, ⊿χ2=2.30, ⊿χ2=4.00, ⊿χ2=6.17 14/16 考察:  トランジットサーベイで発見された暗い（V～12）トランジット惑星系で初めてRossiter効果を検出   今回の観測結果のまとめ同様の研究が他のトランジット惑星系でも可能 TrES-1のλに初めて制限をつけた  不定性は大きいが、少なくとも惑星は順行している  大きく（10度以上）ずれている可能性も残されている  さらなる視線速度観測で制限を強められる 15/16 考察:   結果の意義、今後の展望ターゲットは今後も増え続けていく  まだ観測されていないターゲットが既に5つ  COROTや地上からのサーベイでさらに増えるはず hot Jupiterの形成理論に対する観測的制限   より多くのターゲットについてλの分布を調べる軌道傾斜角がずれる・ずれないのウェイトを提示することができる 16/16