すばる/HDSによる系外惑星 HD209458bの精密分光観測 ２００４年天文・天体若手夏の学校 成田 憲保 もくじ • 系外惑星とは？ – 最初の発見と探査法について • 先行研究の紹介 – 系外惑星大気の観測 • 我々の研究成果 – すばる望遠鏡による精密分光観測 – 今後の研究予告 • まとめ 系外惑星とは？ その名の通り太陽系外の恒星にある惑星 → 最初に発見されたのは１９９５年 発見者 マイヨール博士 恒星 ペガスス座５１番星 発見法 Ｒａｄｉａｌ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ法 木星のような巨大惑星が 主星のすぐそばを４日あ まりで公転している！！ 系外惑星の探査法 どうやって見つける？ Ｒａｄｉａｌ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ法 Ｔｒａｎｓｉｔ法 惑星による主星の運動を見る １１９個発見＆３個確認 惑星による影を見る ３個発見＆１個確認 系外惑星はどんなところ？ 系外惑星の環境を探る Ｔｒａｎｓｉｔ法を用いると惑星の情報が得られる！ 見かけの大きさ→惑星の半径 軌道傾斜角→惑星の質量 ⇒合わせて惑星の密度！ さらにスペクトルの吸収線をＴｒａｎｓｉｔの内外で 比較すると、惑星の大気成分を検出できる！ 先行研究の紹介 食を用いた惑星大気の研究 Ｔｒａｎｓｉｔ中に主星からの光が惑星大気を透 過 ⇒スペクトルの吸収線にａｄｄｉｔｉｏｎａｌな吸収 「Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」 ２００２年 ＮａのＤ線で0.02％の追吸収 ２００３年 水素Ｌｙα線で15％の追吸収 ２００４年 炭素、酸素でも報告された これらは全てＨＳＴの成果 モチベーション ＨＳＴだけで検出されている惑星大気の存在を 地上観測でも検出できないか？ すばる望遠鏡の特長 ？ ＨＤ２０９４５８想像図 ○高い波長分解能 ○広い波長領域 ×大気の影響 • 地上から系外惑星大気の 初検出を目指そう！ • 違う結果が出ても楽しい いざ観測へ ハワイ・マウナケア山への旅 観測ターゲット ＨＤ２０９４５８ すばる望遠鏡ｗｉｔｈ 高分散分光器（ＨＤＳ） 観測パラメータ ＨＤＳによる高分散分光観測 2002年10月の2晩の観測で 公転周期3.5日 合計72フレームのデータを取 得 観測設定 観測波長領域 4100～6800Å 波長分解能 ～45000 SN / ピクセル ～150 観測phase データ解析 どうやって調べるか？ 取得したフレームから基準とな る テンプレートを作成 時系列ごとにそれぞれのフレームの total fluxをテンプレートに合うよう較正 余分な吸収があれば、引き算した結果にresidualが残る 最新論文 水素Ｈα線に対するアッパーリミット 緑：中性水素（Hα） 青：短波長側 赤：長波長側 の３つの領域で積分してプロット 人工的に0.1％の吸収を加えると きちんと検出できた 2 hour 時刻 ３σ＜ 0.1％の精度でTransit中に 有意な吸収量の増加は見られない astro-ph/0404469 ＆ PASJ 56,2004(８月) 現在のお仕事 他の吸収線も調べてみよう！ Ｃｈａｒｂｏｎｎｅａｕ et al.2002 中性ＮａのＤ線などで追吸収が見れないか？ 天文学会秋季年会で報告します。 これからの研究テーマ１ Ｒｏｓｓｉｔｅｒ ｅｆｆｅｃｔを用いた惑星大気研究 Transit中にケプラー運動の 理論曲線からずれている！ 惑星が主星の自転を隠し てしまうことによる効果 「Ｒｏｓｓｉｔｅｒ ｅｆｆｅｃｔ」 各吸収線でこの効果を比較することで、 Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙの代わりになる これからの研究テーマ２ 系外惑星からの反射光の検出 系外惑星も月のように主星の光を反射する だが、その光をまだ誰も検出していない！ 世界に２チーム υ Ａｎｄ．→ セントアンドリュース大 ＨＤ２０９４５８ → ＳＥＣＯＮＤ ９月から共同研究が始まります。 おわりに これからの系外惑星探査 系外惑星の研究は始まったばかり！ •系外惑星の形成過程 •系外惑星の環境 •系外惑星のｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ 系外惑星はまだまだ謎だらけ 最終目標は「もうひとつの地球探し」
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