論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1805.06722
Sengupta et al. (2018)
Polarization of Trappist-1 by the Transit of its Planets
(惑星のトランジットによる TRAPPIST-1 の偏光)

概要

TRAPPIST-1 は，複数の惑星を持つ恒星の中のうち，その恒星大気中に凝縮物の雲が形成されるほどの十分に低い温度である，初めてかつ唯一の恒星である．そのためこの恒星は，L 型や晩期 M 型を恒星の周りを公転する系外惑星や，直接撮像されている自ら光っている系外ガス惑星を公転する系外衛星を検出する手段としての，偏光撮像観測の効率を検証するためのユニークな機会を与えてくれる．

恒星大気中にあるダスト粒子によって恒星からの光は散乱される．そのため，可視光から近赤外線までの波長域で大きな直線偏光が生み出される，しかし，恒星円盤面で平均された恒星全体の検出可能な偏光は，球対称であるためゼロになる．

しかし恒星の周りにある惑星が恒星面をトランジットすることによって非対称性が生じるため，惑星の軌道位相に依存して変化する偏光が発生する．偏光が最も大きくなるのは，惑星トランジットの ingress (食の始まり) と egress (食の終わり) の段階の，inner contact の時である (※注：恒星の円と惑星の円が内接している状態)．

既知の恒星と惑星の物理パラメータ，また自己無撞着な M8 矮星の雲の多い大気モデルを用いて，トランジット偏光プロファイルと，TRAPPIST-1 のそれぞれの惑星のトランジット時，および 2 個の惑星の同時トランジットの最中に期待される偏光の大きさを計算した．

その結果，期待される偏光の大きさは，いくつかの既存の装置の検出限界以内であることが分かった．もし実際にトランジット時の偏光が確認された場合，それは今回の予測を裏付けるものとなり，時間分解した撮像偏光観測は，雲の多い大気を持つ超低温矮星の周りの，小さい惑星を検出して特徴付けを行うための有望な手段となる．

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