論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1511.05954
Spake et al. (2015)
WASP-135b: a highly irradiated, inflated hot Jupiter orbiting a G5V star
(WASP-135b：G5V星を公転する、強い日射を受けている膨張したホットジュピター)

概要

WASPサーベイで新しい惑星 WASP-135bを発見した。1.30木星半径、1.90木星質量、軌道周期 1.401日のホットジュピターである。中心星は太陽型星であり、0.98太陽質量、0.96太陽半径、スペクトル型は G5である。軌道配置から惑星は強い日射を受けており、また膨張した半径を持っている。さらに、惑星から恒星への角運動量の輸送を示す弱い証拠を発見した。

研究背景

ホットジュピターに関しては、形成や進化のメカニズム、膨張半径の起源などの未解明な問題が存在する (Fortney & Nettlemann 2010など)。ホットジュピターの非常に大きい半径は、中心星からのエネルギーを惑星内部に注入することで説明可能と考えられている (Showman & Guillot 2002)。また、膨張の度合いは受け取る日射の水準と相関があることが分かっている (Enoch et al. 2011, Demory & Seager 2011, Weiss et al. 2012)。しかしそのメカニズムに関しては現在も議論が存在する。

また、Lanza (2010)などによると、ホットジュピターを持つ恒星は、gyrochronology的に非常に若いという傾向があることが示されている。
(※ gyrochronology…恒星の自転速度から年齢測定を行うこと)
これは、惑星と恒星の間に角運動量のやり取りがあり、潮汐によって恒星の自転が加速されている (tidal spin-up)ことを示唆する。この潮汐による加速は、通常発生する恒星の自転速度の減速の効果を隠し、gyrochronologyによる年齢を若く見せる。このような天体の性質を調べるためには、より多くの観測サンプルが必要である。

観測

WASPサーベイプロジェクトによってトランジット観測を行った。
加えて、フランスのObservatoire de Haute-Provence (オート・プロヴァンス天文台)の 1.93 m望遠鏡に設置されている SOPHIE spectrographによる分光観測から、視線速度観測を行った。さらに Near Infra-red Transiting ExoplanetS (NITES)望遠鏡による測光観測のフォローアップも行った。

系のパラメータ

WASP-135

質量：0.98太陽質量
半径：0.96太陽半径
有効温度：5675 K

分光観測からは、恒星大気中にリチウムが検出されており、等価幅は 39 mÅである。この値からは、年齢が 0.60 Gyrであることが示唆される。また自転周期の推定は 10.08日であり、gyrochronologyからは年齢が ~ 0.82 Gyrであると示唆される (Barnes 2010)。なお自転周期は、自転速度の視線方向成分からの推定であるため、この年齢推定は上限値を与える。

その他の、表面温度と平均密度からの年齢推定の手法によると、平均して ~ 4.4 Gyrという年齢を得る。例として、
4.21 Gyr (Padova isochrone)
3.10 Gyr (Yonsei-Yale isochrone)
5.96 Gyr (DSEP isochron)
という値が得られた。

WASP-135b

軌道周期：1.4013794日
質量：1.90木星質量
半径：1.30木星半径
軌道長半径：0.0243 AU
平均密度：木星の平均密度の 0.87倍

惑星が受ける中心星のフラックスは 1.98 × 10⁹ erg s^-1 cm^-2であり、膨張半径を持つカットオフである ~ 2 × 10⁸ erg s^-1 cm^-2よりも 1桁大きい (Demory & Seager 2011)。さらに、Weiss et al. (2013)の経験則からは、この日射量ではこの惑星は 1.3木星半径を持つことが予測され、これは観測と整合的である。

[0回]