論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1804.07380
Scholz et al. (2018)
A universal spin-mass relation for brown dwarfs and planets
(褐色矮星と惑星の自転-質量の普遍的関係)

概要

褐色矮星は一生の初期の段階は恒星と類似しているが，自転の進化は惑星のものと類似している．

ケプラー K2 ミッションで得られた光度曲線を用いて，おうし座星形成領域にある 18 個の若い褐色矮星の自転周期を新たに測定した．ここで解析した天体の質量は 0.02 - 0.08 太陽質量の範囲であり，これらの天体は過去に広範に特徴付けされている．

天体の自転周期を調べるため，3 つの異なる手法を用いた．自己相関 (autocorrelation)，ピリオドグラム (periodogram)，ガウス過程 (Gaussian process) である．

解析の結果，円盤を持つ褐色矮星の自転周期の中央値は，円盤を持たないものより 2 倍長く，それぞれ 3.1 日と 1.6 日であることが判明した．これは円盤によって天体の自転にブレーキがかかっていることを示す兆候であるが，サンプル数は少ない．

自転周期の全体の中央値は 1.9 日であり，おうし座星形成領域にある褐色矮星は，いくらか古い (3 - 10 Myr) 星形成領域にある同様の天体よりも遅く自転していることが判明した．これは，天体の熱進化に伴う半径収縮と角運動量保存による自転速度の上昇と整合的な結果であり，この質量範囲においては，円盤による自転へのブレーキは非効率的であるか，あるいは一時的なものである (もしくはその両方) という明確な兆候である．

準恒星質量の範囲で，典型的な自転周期は質量の線形増加関数であることを確認した．

天体の自転速度は，角運動量保存を仮定して現在の太陽系の年齢まで経過した段階の推定を行うと，太陽系惑星と太陽系外の惑星質量天体の既知の自転-質量関係と適合する．この自転周期-質量に見られる傾向は，6 桁を超える質量範囲で成り立ち，さらにいくつかの異なる形成過程を持つ天体を含んでいる．

この結果は，褐色矮星は進化の最初の数万年を通じて，初期の角運動量を保持していることを示唆している．

[0回]