論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1906.07089
Vidotto et al. (2019)
Can we detect aurora in exoplanets orbiting M dwarfs?
(M 矮星を公転する系外惑星のオーロラを検出できるか？)

概要

SPIRou，CARMENES や TESS といった新しい装置と望遠鏡による観測により，M 型矮星を公転する系外惑星の発見数は何倍にも増えることが期待される．将来の系外惑星の電波観測に向け，既知の M 型矮星まわりの惑星からの電波放射を，太陽系の惑星に対して導かれている経験的な電波放射の法則から予測した．これは，惑星からの電波放射は中心星の恒星風によって駆動されるというものである．

恒星風に対して太陽風に類似したモデルを用いた結果，電波検出のための最も有望な観測対象は GJ 674b とプロキシマb であり，その後に YZ Cet b，GJ 1214b，GJ 436b が続く．これらの惑星は，太陽系に最も近い部類のものである (10 pc 未満)．
しかし，ここで想定される電波フラックスは，M 型矮星からの恒星風に関する未知の特性に非常に敏感であることも示す．

どのようなタイプの恒星風が，系外惑星からの検出可能な電波放射を生み出すのかについて考察した．
「リバースエンジニアリング」計算から，現在の装置で検出可能な電波放射を生み出すためには，恒星からの恒星風による質量放出率が \(\dot{M}\gtrsim \kappa_{\rm SW}/u_{\rm SW}^{3}\) である必要があると推定した．ここで \(u_{\rm SW}\) は恒星風の局所的な速度，\(\kappa_{\rm SW}\) は惑星のサイズ，距離および軌道半径に依存する定数である．

GJ 436 とプロキシマ・ケンタウリの静穏な恒星風に対して観測的に制約されている特性を用いた考察の結果，GJ 436b とプロキシマb は中心星が突発的なコロナ質量放出を起こさない限り，検出可能な電波放射を起こす見込みは低いと結論付けた．
GJ 674b，GJ 876b，YZ Cet b は，中心星の恒星風が \(\dot{M} u_{\rm SW}^{3} \gtrsim 1.8\times 10^{-4}\,{\rm M_{\odot}\,yr^{-1}\left(km/2\right)^{3}}\) であり，電波検出のための良い観測対象である．

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