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論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1704.08284
Fridlund et al. (2017)
EPIC 210894022b - A short period super-Earth transiting a metal poor, evolved old star
(EPIC 210894022b:金属が少ない,進化した恒星の恒星をトランジットする短周期スーパーアース)

概要

K2 ミッションによって得られた光度曲線から,EPIC 210894022b が同定された.系外惑星のトランジットのために開発されたパッケージを用いて,惑星のトランジットによる光度曲線の変動を解析して発見した.また,3 つの独立した望遠鏡と分光器の組み合わせから,分光観測と視線速度観測も行った.

恒星はヒアデス星団の背後に位置しており,地球からの距離は星団そのものまでの距離の少なくとも 4 倍である.EPIC 210894022 のスペクトルと空間速度からは,この恒星は銀河系の厚い円盤の中にある恒星であることが強く示唆された.

高分散スペクトルからは,この恒星は金属量に乏しく,α-rich な (※注釈:O, Mg, Si, Ca, Ti などの,ヘリウム原子核の反応が関わっている α 元素が多い状態),いくらか進化した太陽型星で,スペクトル型は G3 である.

現在参照可能な視線速度データによると,惑星はスーパーアースクラスの天体であり,質量は 8.6 地球質量で半径は 1.9 地球半径である.長周期の視線速度の変動から,120 日程度よりも長い周期を持つ 2 番目の重い天体の存在が示唆される.この 2 番目の天体が惑星か褐色矮星か恒星かは不明である.

この系の年齢は 10 Gyr (100 億年) 以上であり,この惑星は現在発見されている中で最も年老いた惑星のうちのひとつである.この惑星は我々の銀河の歴史の中の最も初期における惑星形成過程の情報を含んでいると考えられるため,この惑星系のさらなる研究が必要である.

パラメータ

EPIC 210894022
スペクトル型:G3
有効温度:5730 K
金属量:[Fe/H] = -0.53
半径:1.3 太陽半径
質量:0.88 太陽質量
年齢:10.770 ± 1.450 Gyr
距離:210 ± 20 pc
EPIC 210894022b
軌道周期:5.35117 日
半径:1.9 ± 0.2 地球半径
質量:6.6 ± 3.9 地球質量
平均密度:6.6 g cm-3
軌道長半径:0.0621 AU
平衡温度:1309 K (ボンドアルベドをゼロと仮定)

EPIC 210894022 系の特徴

この系は非常に古いと考えられる.その理由は,

a) 恒星は金属量が低いが α-rich である.
b) 恒星は ~ 145 km s-1 と非常に大きな空間速度を持ち,銀河系の厚い円盤のメンバーである.
c) 測定された恒星のパラメータのモデリングから.中心星の 0.86 太陽質量の恒星のベストフィットによると年齢は 10.8 ± 1.5 Gyr と推定される.


これまでに発見されているスーパーアースやネプチューンクラスの惑星で,非常に古い年齢を持つと思われているものが幾つかある.
例えばケプラー10b と c である (Batalha et al. 2011など).これはケプラーミッションで初めて確認された小型の惑星で,年齢は星震学 (asteroseismology) より 11.9 ± 4.5 Gyr と推定されている.この系は銀河ハローのメンバーであると示唆されている (Batalha et al. 2011).しかしこの恒星の金属量は EPIC 210894022 よりも多く,[Fe/H] = -0.15 である.また年齢の誤差も大きい.さらに,恒星の所属を運動学的に決めるための固有運動も判明していない.

最近確認されたケプラー510 系 (Morton et al. 2016) は金属量が [Fe/H] = -0.35 と低く.また星震学的な年齢は 11.8 Gyr (Silva Aguirre et al. 2015) と推定されている.一方でこの惑星は軌道周期が 19.6 日,半径が ~ 2.2 地球半径だが,質量は測定されていない.

その他にはカプタイン星 (Kapteyn’s star) がある,カプタイン星は別名 GJ 191, LHS 29, HD 33793 を持つ M1 準矮星 (Gizis 1997) であり,[Fe/H] = -0.86 の低い金属量を持つ.この恒星は運動学的に銀河ハローの星に分類され,3.91 pc の距離にある最も近い部類の恒星である.これまでに 2 つの惑星が視線速度で発見されていて,周期はそれぞれ 48.6 日と 121.5 日である (Anglada-Escude et al. 2014),最小質量はそれぞれ 4.8 と 7.0 地球質量と推定されている.
カプタイン星の低い金属量と運動学的な考察から,この系の年齢は 10 Gyr より古いと思われる.しかし正確にどの程度古い星なのかは明らかになっていない.

なお Robertson et al. (2015) では,いくらか異なるデータセットを用いて,カプタインb のシグナルは恒星の活動シグナルに起因するものだと指摘している.Angrada-Escude et al. (2016) ではこのデータセットを再解析し,恒星の活動のシグナルは無く,カプタインb はやはり惑星であるという結論を主張している.これは機器の感度の限界における惑星検出の困難さを示すものである.

惑星が検出されていて,比較的年齢が保証されている中で最も年老いた系は,ケプラー444,ケプラー510,および今回の EPIC 210894022 系である.

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