膨張した若い系外惑星が見つかる

おうし座V1298系

若い恒星「おうし座V1298」に新たに3つの惑星が見つかりました。これらは平均密度の低い膨張した巨大ガス惑星と見られます。

NASAのジェット推進研究所に所属するTrevor J. David氏らの研究グループがarXivに投稿した論文は、生まれて間もない恒星「おうし座V1298」に3つの系外惑星を発見したことを伝えています。既に知られていた惑星1つと併せて、この系に知られている惑星は4つになりました。

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HD 139139の謎の変光に太陽系外衛星が関連か

変光星HD 139139に見られる不規則な減光を説明するシナリオとして、惑星ではなく衛星が恒星の手前を横切っているという説が提唱されました。

HD 139139の減光の説明

「HD 139139」(別名EPIC 249706694)は、2019年に「ケプラー」宇宙望遠鏡の延長ミッションのデータから見つかった奇妙な変光星です。この星では、手前を横切る系外惑星が恒星の光を遮る「トランジット」に似た一時的な減光が多数記録されました。しかしそこには通常のトランジットに見られるはずの周期性がありませんでした。

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発見者のRappaport氏らは変光の原因としていくつかの説を考えたものの、いずれも減光パターンと周期性の欠如を同時に満たせないどの問題を抱えていました。

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374個の惑星候補が新たにケプラー延長ミッションのデータから見つかる

ケプラーの延長ミッションに当たるK2ミッションのデータを再分析した研究で、818個の惑星候補が検出されました。うち374個はこれまで知られていなかったものです。

「ケプラー」宇宙望遠鏡は、系外惑星が恒星の手前を横切る際に恒星の光を遮る現象(トランジット)を通じて惑星を観測するために打ち上げられました。2009年から2013年に行われた主要ミッションと、2014年から2018年に延長ミッションとして行われた「K2ミッション」のデータからは現在も新たな発見が続いています。

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NASAのゴダード宇宙飛行センターに所属する Ethan Kruse 氏らアメリカの研究チームがarXivに投稿した研究(arXiv:1907.10806)は、2013年にCarter氏とAgol氏が開発した「QATS」と呼ばれるアルゴリズムを用いて、K2ミッションのデータを再分析したものです。Agol氏は今回の研究にも共著者として名を連ねています。

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4つの惑星がケプラー延長ミッションのデータに埋もれていた理由

K2ミッションのデータを再分析した研究で、3つの惑星系に4つの惑星が新たに確認されました。これらの系ではそれぞれ異なる理由で惑星の発見が妨げられていました。

Hedges et al. 2019で研究された惑星系。

「ケプラー」宇宙望遠鏡は恒星の手前を横切る系外惑星が恒星の光を遮ること(=トランジット)を利用して惑星を探しました。2014年から2018年に延長ミッションとして行われた「K2ミッション」では指向精度の低下を抱えながら、1か所当たり約80日間の比較的短期間の観測が行われました。

2018年に打ち上げられた系外惑星観測衛星「TESS」はいくつかの点でケプラーの主要ミッションよりもK2ミッションに似ています。TESSは設計上ケプラーより指向精度が劣り、観測期間も一か所当たり27日に過ぎません。これらのことから、K2ミッションはTESSのデータを活用する上で大いに参考になると考えられています。

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ケプラー延長ミッションの初期データから惑星候補が見つかる

ケプラー宇宙望遠鏡の延長ミッションのデータから、高温の主星の周りを回る天体が見つかりました。この天体が惑星なのか褐色矮星なのかは分かっていません。

2014年から2018年まで行われていた「K2ミッション」は、「ケプラー」宇宙望遠鏡の延長ミッションに当たります。K2は主要ミッションと同様にトランジット法で系外惑星を見つけることを主な目的としましたが、最初の観測である「キャンペーン0」(C0, 2014年3~5月)は、ふたご座の方角にある2つの散開星団(M35とNGC2158)を対象とし、主に性能確認や星団・変光星の研究に用いられました。

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米ウィルコックスハイスクールに所属する S. Dholakia 氏らがarXivに投稿した研究(arXiv:1907.06662)は、C0のデータから新たに低質量の伴星を発見したことを伝えています。

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謎の変光星 HD 139139

ケプラー宇宙望遠鏡の観測で恒星「HD 139139」(EPIC 249706694)に見つかった変光は、惑星のトランジットに似ていますが、周期性の無い奇妙なものです。

HD 139139の減光。

2009年に打ち上げられたNASAの「ケプラー」宇宙望遠鏡は、主要ミッション(2009~2013年)と延長ミッション(K2ミッション, 2014~2018年)で数千個の惑星と惑星候補を発見しました。惑星だけでなく変光星の研究にもそのデータは用いられています。

マサチューセッツ工科大学に所属する S. Rappaport 氏らのグループが6月26日にarXivに投稿したプレプリント(arXiv:1906.11268)では、K2ミッションのデータから奇妙な変光星を見つけたことが伝えられています。「HD 139139」(別名 EPIC 249706694)と呼ばれるこの天体は太陽系から351光年先にある連星系です。

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散開星団に含まれる恒星に系外惑星を見つけた思ったら星団とは無関係だった件

新たに見つかった惑星系は、当初は散開星団に含まれていると考えられていましたが、実際には無関係でした。

1か所で生まれた恒星の群れが離散しつつある星団を散開星団と言います。このような若い星団の恒星にみられる惑星を調べれば、惑星系が時間と共にどのように変化していくのかを知る手掛かりが得られます。

米コロンビア大に所属するRayna Rampalli 氏らの研究グループが6月6日にarXivに投稿した研究(arXiv:1906.02395)は、散開星団の近くにある恒星「EPIC 246865365」に系外惑星を発見したことを伝えています。この惑星「EPIC 246865365 b」は、ケプラー宇宙望遠鏡の延長ミッションに当たるK2ミッション(2014~2018年)でトランジット法を用いて惑星候補として検出されたものです。

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データに埋もれていた17個の惑星・地球より小さい惑星も

「ケプラー」延長ミッションのデータを新しい手法で再分析したところ、地球より小さい惑星を含む17個の系外惑星が新たに確認されました。

発見された惑星の公転周期とサイズ。

NASAの「ケプラー」宇宙望遠鏡は、系外惑星が恒星の手前を横切る現象(トランジット)を記録することで惑星を探しました。ケプラーの主要ミッションは2013年に終了し、2014年から2018年にかけて「K2」と呼ばれる延長ミッションが行われました。

独マックスプランク太陽系研究所に所属する René Heller 氏らが5月22日にarXivに投稿した研究(arXiv:1905.09038)は、K2のデータから「TLS」と呼ばれる新しい手法で惑星を探したものです。

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赤色矮星の惑星系にハビタブル惑星候補見つかる

これまでに3つの惑星が知られている「K2-133」系に第4の惑星が確認されました。

K2-133系の惑星

英クイーンズ大学ベルファストに所属するR. Werlls氏らがarXivに投稿したプレプリント(arXiv:1905.05206)は、これまでに惑星が3つ確認されている「K2-133」(別名:LP 358-499)系に、新たに惑星を確認したと伝えています。

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系外惑星を掘り起こす新アルゴリズム

BLSとTLSの違い

ケプラー宇宙望遠鏡が行った「K2ミッション」のデータから、新しいアルゴリズムを用いて惑星が発見されました。見つかった惑星「K2-32e」は、既に3つの惑星の存在が知られているK2-32系に含まれ、地球とほぼ同じサイズを持ちます。

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人工知能がK2のデータから2つの惑星を発見

ケプラー宇宙望遠鏡の延長ミッションにあたる「K2ミッション」の観測データから、人工知能を用いて新たに2つの惑星「K2-293b」と「K2-294b」が発見されました。

※この研究の内容のうち惑星発見以外の部分については別記事に書いています

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人工知能による系外惑星の検出とその限界

ケプラー宇宙望遠鏡の「K2ミッション」のデータから、人工知能(ニューラルネットワーク)を用いて惑星候補を探す研究が行われました。研究では新たに2つの惑星が見つかった一方、人工知能が万能ではない事実も浮き彫りになりました。

※この記事では惑星の発見以外の内容について解説しています(惑星発見については別記事りあります)。

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銀河中心方向にホットジュピター候補

星の密集する銀河中心をターゲットにした「ケプラー」宇宙望遠鏡の観測で、トランジット惑星の候補が見つかりました。

ケプラーの延長ミッションに当たる「K2ミッション」は、トランジット法で惑星を検出する目的で行われました。ただし「キャンペーン9」 (C9) と呼ばれる期間は例外です。この期間中ケプラーはマイクロレンズ法に有利となるように、恒星が密集した銀河系の中心部「銀河バルジ」を観測しました。

関連記事:系外惑星の観測方法#トランジット法

関連記事:系外惑星の観測方法#マイクロレンズ法

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