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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小惑星帯から海王星に相当する軌道を往復する巨大惑星

視線速度法の観測で潰れた楕円軌道を約70年かけて公転する惑星「HR 5183 b」が発見されました。この星はこれまでに視線速度法で見つかった中で最も長い公転周期を持ちます。

HR 5183 bと太陽系の木星型惑星・天王星型惑星の軌道の比較。

カリフォルニア工科大学に所属する Sarah Blunt 氏らがarXivに投稿した研究(arXiv:1909.09925)は、恒星「HR 5183」に視線速度法(RV法)で惑星「HR 5183 b」を発見したことを伝えています。

RV法は惑星の公転に伴って主恒星の視線速度(奥行き方向の速度)が変わることをドップラー効果を通じて調べる方法です。惑星が真円軌道をもつケースでは視線速度は単純な波形(サイン曲線)に沿って変動しますが、楕円軌道の場合は歪んだ形になります。

関連記事:系外惑星の観測方法#視線速度法

太陽に似た比較的明るい恒星HR 5183は、1997年からRV法で観測されてきました。10年以上に渡ってHR 5183にはほとんど変化が見られませんでしたが、2015年頃から視線速度が増加を始め、2018年に元の値より約90m/s高いピークに達した後、減少に転じました。

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特徴的な主星の周りに見つかった4つのホットジュピター

トランジット法で系外惑星を探している「WASP」プロジェクトが新たに4つのホットジュピター(高温の木星型惑星)を報告しました。

英キール大に所属する Coel Hellier 氏らの研究グループがarXivに投稿した研究(arXiv:1907.11667)は、小型の地上望遠鏡でトランジット法を通じて系外惑星を観測している「WASP」プロジェクトの成果を伝えています。報告された4つの惑星「WASP-178b」「WASP-184b」「WASP-185b」「WASP-192b」は、それぞれが別々の恒星の周りを公転しているホットジュピターです。

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WASP-4bの周期はやはり変化していた

ホットジュピター「WASP-4b」のトランジットの発生間隔が変化していることが確かめられました。ホットジュピターでこのような変化が見つかるのは稀です。

「WASP-4b」は2008年に発見されたホットジュピター(高温の木星型惑星)です。この惑星は木星の1.25倍の質量と1.36倍の半径を持ち、主恒星の手前を横切ることで光を遮る「トランジット」を1.338日周期で起こしています。

関連記事:系外惑星の観測方法#トランジット法

WASP-4bは2018年に系外惑星観測衛星「TESS」によって再観測されました。その時のトランジットの発生時刻は、それまでの研究から予想される時刻より約80秒早いものでした。これはWASP-4bにトランジット時刻変動(TTV)が起きている可能性を示しています。

TESSによるWASP-4bの観測の詳細:81秒早く現れたホットジュピター

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最遠の多重惑星系が見つかる

太陽系から2万3000光年離れた位置に、マイクロレンズ法の観測で2つの巨大ガス惑星を含む惑星系が見つかりました。

5つのマイクロレンズサーベイ

韓国の忠北大学に所属する Cheongho Han 氏らの研究グループがarXivに投稿した研究(arXiv:1907.01741)は、赤色矮星(低質量の恒星)と2つの巨大ガス惑星からなる惑星系「OGLE-2018-BLG-1011L」をマイクロレンズ法で発見したことを伝えています。

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生後間もない惑星の質量を赤外線で測定

すばる望遠鏡の赤外線分光器を使った研究で、生まれたばかりの若い惑星「おうし座V1298b」の質量の上限が求められました。

「おうし座V1298」はおうし座にある生まれて間もない恒星です。誕生から2300万年しか経ていないこの星の周りには、ケプラー宇宙望遠鏡の延長ミッション(K2ミッション)のデータから2019年に惑星「おうし座V1298b」が見つかりました。

※比較として太陽の年齢は46億年です。

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2つの観測プロジェクトがホットジュピターを発見

「KELT」「MASCARA」の2つのプロジェクトが比較的明るい恒星の周りに大質量のホットジュピターを発見しました。

太陽・HD 93148とその惑星のサイズ比較。

米ハーバード・スミソニアン天体物理学センターに所属する Josef E. Rodriguez 氏らのグループと、デンマークのオーフス大学に所属するM. Hjorth氏らのグループがそれぞれarXivに投稿した研究(arXiv:1906.03276, arXiv:1906.05254)は、比較的明るい恒星の周りに新たにホットジュピター(高温の木星型惑星)を見つけたことを伝えています。

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若いホットジュピターの光が観測される

生まれて間もない恒星の周りに見つかっていたホットジュピター(高温の木星型惑星)のスペクトルが、直接的な技法で測定されました。

「おうし座CI星」は おうし座の方角にある太陽の9割の質量を持つ恒星です。この星は生まれてから200-300万年しか経っていない若い恒星(Tタウリ星、前主系列星)で、周囲に塵とガスの円盤(=原始惑星系円盤)を従えています。

おうし座CI星の周りには2016年に惑星候補「おうし座CI星b」が発見されました。この天体は8.99日で軌道を一周するホットジュピターで、若い星の周りに視線速度法で見つかった数少ない惑星候補の1つです。

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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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ホットジュピターはどれだけ珍しいのか?最新の推定

ホットジュピター(高温の木星型惑星)がどの程度の頻度で存在しているかTESSの観測データから推定されました。

ホットジュピターの存在頻度

ホットジュピターとは、軌道が小さく温度が高い木星型惑星(巨大ガス惑星)です。初期に見つかった系外惑星にはホットジュピターが多く含まれていましたが、観測が進むと珍しい惑星であることが明らかになりました。

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2つの高温の星にホットジュピター

高速で自転する2つの高温の恒星の周りにホットジュピターが見つかりました。惑星の一つは逆行軌道を持つと見られます。

重力減光と非対称トランジット

米ハーバードスミソニアン天体物理学センターに所属する G. Zhou 氏らの研究グループが6月2日にarXivに投稿したプレプリント(arXiv:1906.00462)は、系外惑星「HAT-P-69b」「HAT-P-70b」の発見を伝えています。

HAT-P-69bと70bは、それぞれ別の恒星の周りを公転する「ホットジュピター」(高温の木星型惑星)です。2つの惑星系は主星が高温の星(A型主系列星)で自転が速い共通点があります。

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変動するホットジュピターの大気・雲の消長反映か

ホットジュピター「ケプラー76b」の満ち欠けを調べた研究で、惑星大気に変動が起きていることが分かりました。

ホットジュピターの明るさの不均一性。

米ボイシ大学に所属する Brian Jackson 氏らが5月19日にarXivに投稿した研究(arXiv:1905.07781)は、惑星「ケプラー76b」の相(満ち欠け)と掩蔽(惑星が恒星の奥に隠れること)の変動について調べています。

「ケプラー76b」は「ケプラー」宇宙望遠鏡の主要ミッション(2009~2013年)で見つかった系外惑星で、木星の約2倍の質量を持ち、1.5日周期で主星の周りを公転するホットジュピター(=高温の木星型惑星)です。

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マイクロレンズ法で発見された系外惑星KMT-2018-BLG-1990Lb

マイクロレンズ効果の観測を行っている「KMTNet」が、新たに系外惑星を発見しました。赤色矮星を公転する木星型惑星と見られます。

韓国天文科学院に所属するYoon-Hyun Ryu氏らがarXivに投稿した研究(arXiv:1905.05509)は、重力マイクロレンズ法を用いて新たな惑星「KMT-2018-BLG-1990Lb」を発見したことを報告しています。

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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銀河面で見つかったマイクロレンズ惑星

これまでマイクロレンズ法の観測に適していないと考えられてきた銀河面で新たに惑星が見つかりました。

韓国天文研究員に所属する Yoon-Hyun Ryu 氏らがarXivに投稿した研究(arXiv:1905.04870)は、マイクロレンズ効果を利用した系外惑星の発見を伝えています。

マイクロレンズ効果とは重力レンズ効果の一種で、光源となる天体の手前を別の天体(レンズ)が横切った時、光源から地球へ向かう光の経路がレンズ天体の重力で歪み、光度が変化する現象です。

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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NGTS-5b・低温の恒星を廻る膨張したホットジュピター

次世代トランジットサーベイが新たにホットジュピター(高温の木星型惑星)を発見しました。

ドイツ航空宇宙センターに所属する Philipp Eigmüller 氏らが5月7日にarXivに投稿した論文(arXiv:1905.02593)は、「次世代トランジットサーベイ」(NGTS)の成果を伝えています。NGTSはトランジット法を用いて太陽系外惑星を探すプロジェクトで、小型の自動式望遠鏡12台からなる専用の施設をチリに持っています。

関連記事:NGTSとは

関連記事:系外惑星の観測方法#トランジット法

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