論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1808.00485
Ment et al. (2018)
A second planet with an Earth-like composition orbiting the nearby M dwarf LHS 1140
(近傍の M 矮星 LHS 1140 を公転する地球類似組成の 2 番目の惑星)

概要

LHS 1140 は太陽系近傍にある中期 M 型星であり，温暖で岩石主体のスーパーアース LHS 1140b を持つことが知られている．この惑星の軌道周期は 24.737 日周期である．

ここでは，この恒星周りのさらなるトランジット惑星 LHS 1140c の発見を報告する．この発見は，MEarth プロジェクトによる測光観測とスピッツァー宇宙望遠鏡による測光観測，および HAPRS を用いたドップラー分光観測によって行なわれた．

LHS 1140c は岩石主体の組成だと推定され，1.81 地球質量，1.282 地球半径である．中心星に近い位置を公転し，軌道周期は 3.77795 日である．
また LHS 1140b についても，より精密な半径と質量の推定を行い，6.98 地球質量と 1.727 地球半径という値を得た．

LHS 1140b と c の平均密度はそれぞれ 7.5, 4.7 g cm^-3 である．この値はどちらも，地球と同様な鉄とマグネシウムシリケイトからなる組成であると考えた場合と整合的である．

LHS 1140b と c の軌道離心率は小さく，円軌道と整合的な結果が得られた，軌道離心率はそれぞれ 90% の信頼度で，0.06 未満と 0.31 未満という上限値が与えられた．

2 つの惑星軌道は同一平面上にあり，またこれまでのケプラーによる観測データの解析からは，M 型矮星を公転する小さい惑星のコンパクトな系は普遍的な存在であることが知られている．そのため，この惑星系におけるさらなるトランジット惑星の探査は有意義であると考えられる．
また惑星 LHS 1140c は，ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を用いて大気を研究できる，数少ない太陽系近傍の地球型惑星の一つである．

背景

M 型矮星の周囲には，小さい惑星は普遍的に存在する．M 型惑星周りでの小型の惑星の累積存在頻度は，M 型星 1 個あたり少なくとも 2.5 ± 0.2 個と推定されている．

太陽類似の恒星の周囲での小さい惑星と比べると，M 型星周りの小さい惑星は比較的発見しやすい，これは中心星が低質量かつサイズが小さいためである．つまり，惑星のトランジット深さと視線速度のドップラーシグナルが大きくなる．

太陽系から 15 pc 以内の 0.3 太陽質量より軽い恒星のうち，トランジット惑星を持っていることが確認されているのは 4 つのみである．GJ 1214 (Charbonneau et al. 2009)，GJ 1132 (Berta-Thompson et al. 2015)，TRAPPIST-1 (Gillon et al. 2017)，LHS 1140 (Dittmann et al. 2017) である．

トランジットを起こさない惑星を持っているものは 7 個存在する．プロキシマ・ケンタウリ (Anglada-Escude et al. 2016)，Ross 128 (Bonfils et al. 2018)，YZ Cet (くじら座 YZ 星，Astudillo-Defru et al. 2017)，GJ 273 と GJ 3323 (Astudillo-Defru et al. 2017)，ウォルフ 1061 (Astudillo-Defru et al. 2017，Wright et al. 2016)，カプタイン星 (Anglada-Escud ́e et al. 2014) である．

パラメータ

LHS 1140b

軌道周期：24.736969 日
質量：6.98 地球質量
半径：1.727 地球半径
密度：7.5 g cm^-3
軌道長半径：0.0936 AU
平衡温度：235 K

LHS 1140c

軌道周期：3.777931 日
質量：1.81 地球質量
半径：1.282 地球半径
密度：4.7 g cm^-3
軌道長半径：0.02675 AU
平衡温度：438 K

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