大離心率トランジット惑星HD17156bの 公転軌道傾斜角の測定

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1 大離心率トランジット惑星HD17156bの 公転軌道傾斜角の測定
国立天文台　光赤外研究部 成田　憲保 佐藤 文衛(東工大)、 大島 修(水島工業高) Joshua N. Winn(MIT)

2 内容 惑星形成理論と公転軌道傾斜角 ロシター効果について 岡山での分光・測光観測結果 今年度の観測予定

3 Extrasolar Planets Catalog より作成
太陽系外惑星の多様性 惑星の有効質量 Snow Line Jupiter 惑星の軌道長半径 Extrasolar Planets Catalog より作成

4 太陽系外惑星の多様性 惑星の軌道離心率 Eccentric Planets Jupiter 惑星の軌道長半径

5 惑星軌道分布の特徴 巨大惑星が内側の軌道にある 離心率を持った惑星が多く存在する これらの特徴を説明する理論モデルは？
もともとは遠くでできたはず 外側から内側への惑星の移動過程があったはず 離心率を持った惑星が多く存在する 離心率を増大させる何らかの機構があるはず これらの特徴を説明する理論モデルは？

6 hot Jupiter形成理論の例 惑星が円盤との相互作用で徐々に移動（Type II migration）
コア集積モデルの自然な帰結 離心率と公転軌道傾斜角は～0となる 惑星同士の重力散乱による移動（planet-planet scattering） 3つ以上の巨大惑星が形成した場合に起こる 大きな離心率と大きな公転軌道傾斜角を得る可能性がある 伴星による古在共鳴と主星の潮汐力で移動（Kozai migration） 連星系にある一部の惑星に対して起こる HD 80606の伴星は～1800AU、HD 80606bはe=0.927

7 HD17156bについて N2Kプロジェクトで発見（佐藤文衛他 2007年秋季年会P55a）
2007年10月にトランジットが報告された(Barbieri et al. 2007) 非常に面白い恒星・惑星パラメータ 主星が明るい (V = 8.2) 大きな離心率を持つ (e = 0.67) トランジット惑星としては最長の公転周期 (P = 21日) 大きな惑星質量 (Mp = 3.1MJup) 大きな公転軌道傾斜角を持つかもしれない絶好のターゲット どうやって公転軌道傾斜角を測定するのか？ 離心率が大きくて形成過程が興味深い　　長周期なため観測の機会が少ない

8 ロシター効果 ＝ 惑星がトランジット中に主星の自転を隠す効果
近づく側を隠す → 遠ざかって見える 遠ざかる側を隠す → 近づいて見える 惑星 恒星 ロシター効果 ＝ 惑星がトランジット中に主星の自転を隠す効果 トランジット中の視線速度を測定する

9 ロシター効果の形 惑星がどのような軌道を通ったかでロシター効果の形が変わる
Gaudi & Winn (2007) 惑星がどのような軌道を通ったかでロシター効果の形が変わる 主星の自転軸に対する惑星の公転軸の傾き（公転軌道傾斜角）が測定できる

10 ※謝辞 京大の森谷さんらのグループと岡山プラネットサーチグループより観測時間をいただきました
今回の観測 2007年11月12日（トランジット発見後、最初のトランジット） 世界で初めてこの惑星系のロシター効果を観測できるチャンス かつ2007年中に日本で観測できる唯一の機会 岡山での同時分光・測光観測 岡山天体物理観測所　１８８ｃｍ望遠鏡　HIDES　による分光観測（※） 「日本トランジット観測ネットワーク」による測光観測 世界で最初にロシター効果を観測 ※謝辞　京大の森谷さんらのグループと岡山プラネットサーチグループより観測時間をいただきました

11 得られたデータ 上段 Rc バンド測光データ 251 samples 約4mmag の測光精度 下段 HIDES視線速度データ
10～20 m s-1 の精度

12 データの解析方法 視線速度にpublished dataを追加
Subaru 9, Keck 24 samples (Fischer et al. 2007) Ohta, Taruya, & Suto (2005, 2006) の公式でモデル化 ロシター効果を含む視線速度・光度曲線を同時フィット ３つの統計手法でパラメータの最適値と誤差の評価 Δχ2 Monte Carlo bootstrap Markov Chain Monte Carlo (MCMC)

13 67 ± 26 度 (bootstrap) 65 ± 25 度 (MCMC)
ロシター効果のフィット結果 λ= 62 ± 25 度 (Δχ2), reduced χ2 = 0.97 67 ± 26 度 (bootstrap) 65 ± 25 度 (MCMC)

14 観測結果のまとめとその後の進展 HD17156bのロシター効果を世界で初めて観測 岡山HIDESの観測結果から λ= 62±25 度 を得た
Narita et al. (2008) PASJ 4月25日号で報告 面白い結果だが、視線速度の誤差がまだ大きい 別の観測結果が最近報告された（Cochran et al. ApJL 08/08/10） HET（9.2m）のトランジット前半の観測からλ= -32.4±25.2 度 我々のデータを合わせると、ほとんどずれていないと結論 視線速度の残差にうねりが見える？(Short et al. ApJL submitted) P = 111 days に ～20 MEarth の惑星があると予言している

15 今年度の観測予定 すばると岡山での観測時間を確保 今年度の観測から目指すこと すばるではλを5度以内の精度で決定可能
岡山では昨年と同じ位相を観測し去年の結果と比較できる 今年度の観測から目指すこと HD17156bのλのより正確な値の測定 この惑星系での2つ目の惑星の存在を確認/制限