論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1507.04272
Veras et al. (2015)
Prospects for detecting decreasing exoplanet frequency with main sequence age using PLATO
(PLATOを用いた、主系列年齢に伴う惑星存在頻度の現象の検出の見通し)

概要

複数惑星系においては軌道の不安定性による系の構造の変化が考えられる。
惑星系のLagrange instabilityに伴って生じる構造の変化を、PLATOで確認できるか調べた。

ここで考慮するのは、中心星の年齢と、惑星の存在頻度の関係である。
複数の惑星を持つ惑星系が誕生してから時間が経過すると、軌道の不安定性により惑星が失われ、惑星の存在頻度が低下する可能性がある。
中心星の年齢と惑星の検出をPLATOを用いて精密に行うことでこのトレンドの有無を確認できる。

惑星が2つ持つ系では、スーパーアース質量程度の同じ質量の惑星に関してはトレンドを検出可能と考えられる。

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arXiv:1507.03998
Bedell et al. (2015)
The Solar Twin Planet Search II. A Jupiter twin around a solar twin
(太陽類似星の惑星探査II；太陽類似星周りの木星類似惑星)

概要

太陽系類似の惑星系を探すためには、質量や軌道要素において木星に類似した惑星の捜索が重要だが、軌道周期と同程度の周期の恒星活動の存在のせいで難しい。
ここでは、HARPSを用いて太陽に類似した恒星(solar analog, ソーラーアナログ)を視線速度法を用いて観測した。

その結果、HIP 11915というソーラーツイン (solar twin)の周りに、木星に類似した惑星によるものと思われるシグナルを検出した。
検出した視線速度のシグナルについて、MCMC (Markov chain Monte Carlo, マルコフ連鎖モンテカルロ法)を用いて解析し、恒星活動との関連性についても調べた。

解析より、HIP 11915のシグナルは惑星によるものと推定。
惑星質量(最小質量)は木星程度、軌道周期は 3600日程度、軌道離心率も小さい、木星に類似した惑星である。
視線速度のシグナルが恒星活動に起因する可能性は完全には排除できなかったが、視線速度とactivity indexデータの共同解析より、惑星によるシグナルと考えるのがもっともらしい。

恒星と惑星候補データ

・HIP 11915
有効温度：5760 K
log g = 4.46
[Fe/H] = -0.059
年齢：4.0 ± 0.6 Gyr

表面温度や表面重力、金属量、年齢等が非常に太陽に類似している、ソーラーツイン (solar twin)に属する恒星である。

・HIP 11915b
軌道周期：3830 日
最小質量 m_p = 0.99木星質量
軌道長半径：4.8 AU
軌道離心率：0.10 ± 0.07

軌道周期や軌道長半径、軌道離心率、(最小)質量が木星と非常に近い、"Jupiter twin"と呼ぶべき惑星である。

従ってこの系は、非常に太陽に類似したソーラーツインの周りを木星に類似した惑星が公転する系である。

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ソーラーツイン周りに木星に似た惑星が発見された、という論文です。

恒星にもいろいろ種類があっていろいろな分類法がありますが、どれだけ太陽に似ているかという分類も存在します。

太陽にある程度似ている恒星(色指数で判断)の場合はソーラータイプ (solar-type)となります。
ソーラータイプの中でさらに太陽に似ている場合は、ソーラーアナログ (solar analog)となります。ソーラータイプの恒星のうち、太陽との表面温度の差が 500 K以内、金属量も太陽と類似している、公転周期が10日程度以下の連星が存在しないこと、という条件を満たしている必要があります。
ソーラーアナログの中でさらに太陽に似ている恒星は、ソーラーツイン (solar twin)となります。こちらの条件はさらに厳しく、太陽との表面温度の差が 50 K以内、金属量の値もさらに太陽に近い、恒星質量の伴星を持たない、太陽との年齢差が10億年以内、という条件を満たしている必要があります。

今回のHIP 11915はソーラーツインに分類されます。


また、ここでは木星類似惑星として、軌道周期や質量などの多くのパラメータが木星と似ているものを想定しています。
軌道周期が 10年のオーダーなのでそれと同じオーダーの期間の視線速度観測をすれば原理的には発見できます。
しかし、視線速度の変動は恒星の活動周期によっても引き起こされます。

例えば太陽の場合はおよそ 11年周期の活動周期を持っていますが、これは 11年周期の視線速度の変動として観測することができます。
一方、木星はおよそ 11.9年周期で公転しているため、木星の公転によっても太陽の視線速度の変動は引き起こされます。
そのため、太陽類似星の周りの木星類似惑星を探すためには、恒星活動によるシグナルと、惑星によるシグナルを切り分ける必要があります。

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