トランジット惑星系におけるRossiter効果 I. HD209458での観測結果

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1 トランジット惑星系におけるRossiter効果 I. HD209458での観測結果
東京大学大学院　理学系研究科　成田憲保 共同研究者 太田泰弘、樽家篤史、須藤靖 （東京大学） Joshua N. Winn （Harvard-Smithsonian Center） Edwin L. Turner (Princeton Univ.) 佐藤文衛、田村元秀、山田亨、青木和光（国立天文台）

2 Rossiter効果について 惑星が主星の前を横切ることによる 見かけの視線速度（RV）のケプラー運動からのずれ
→　惑星の公転の仕方に関する情報が得られる 惑星の公転軌道例 時間 視線速度のずれ Ohta, Taruya & Suto (2005)

3 これまでの検出例 それぞれの視線速度の決定方法 リファレンス＋星のスペクトル 高分散分光観測で星の各吸収線の波長変動を調べる
OHP /ELODIE Queloz et al. (2000) , Bouchy et al. (2005) Keck /HIRES Winn et al. (2005) , Sato et al. (2005) VLT /UVES Snellen (2004) それぞれの視線速度の決定方法 リファレンス＋星のスペクトル 視線速度測定用のヨードセル＋解析ソフトを用いる（Keck） ファイバー分光でＴｈと星の同時観測を行う（ELODIE） 高分散分光観測で星の各吸収線の波長変動を調べる Snellen (2004) で検出が報告された（VLT）

4 Motivation すばる望遠鏡でRossiter効果の初検出を目指す ヨードセル vs 通常分光観測
すばるではヨードセルを使わずどれくらいの精度があるのか？ 将来のRossiter効果の観測に適した戦略は何か？ 視線速度の決定精度を決める誤差の要因は何か？ 今回はすばる/HDSでHD209458のトランジットを 分光観測したデータを用いて視線速度解析を行った

5 観測設定 すばる /HDS による高分散分光観測 2002年10月の1晩でTransitを含む 30フレームのデータを取得
（観測前後にTh-Arデータを取得） 観測パラメータ 観測波長領域 ～6800Å 波長分解能 露光時間　　　　～ 500 秒 SN / pix ～ 450 観測phase

6 解析手順１．Lineの決定とRVへの変換 解析の流れ IRAFで一次処理の後、fitsからasciiデータに変換
IRAFでTh-Arによる波長較正を行い、continuumをとった 強度が0.15以上のlineについて、中心部の20pixelを用いてGaussianフィットを行いline centerを求める フィットのχ2/νが１より小さいもののみlineとして採用した 基準のフレームに対するRVを求める 各lineのRVの時間平均が0になるようRVの原点を取り直す 基準フレームのRVは平均値のまわりにほぼランダムにばらついた

7 RVの変化要因 各時刻(ti)・各吸収線(n)のRV 星の視線速度（求めたいもの） 地球運動による視線速度のずれ
観測機器の何らかの変動による見かけの視線速度のずれ

8 TEMPOを用いてパルサーのパルス到達時刻から
解析手順２．地球運動の補正 TEMPOを用いてパルサーのパルス到達時刻から 地球運動のRV補正値を求め、補正した

9 解析手順３．RVのpixel依存性の決定 CCDのpixelによって、RVが±200m/s程度のうねりを見せる

10 解析手順４．Telluric Lineの位置合わせ
Åの強い酸素大気吸収線を用いて Cross-Correlationで求めたTelluric Lineの位置のずれを補正した

11 以上の square rootから典型的な誤差は～35 m/s となった
誤差の見積り RVの特性曲線のまわりのバラつき　～30 m/s Telluric Lineのずれの決定精度　5～15 m/s 地球運動補正値の決定精度　～1 m/s 以上の square rootから典型的な誤差は～35 m/s となった

12 結果：全体の視線速度曲線 トランジット中のデータから求めたOTS公式(2005)による ベストフィットは順方向のRossiter効果を示した
Kepler運動の部分がかなりずれている トランジット中のデータから求めたOTS公式(2005)による ベストフィットは順方向のRossiter効果を示した

13 結果：Na D線との比較 pixel補正を行ったNa D線のRVの平均値を全体から引いたもの
systematicなずれがあるように見える pixel補正を行ったNa D線のRVの平均値を全体から引いたもの errorが大きく有意なRossiter効果の変化は見られない

14 明らかになった事と今後の課題 ヨードセルを用いないすばる/HDSのRVの決定精度は～35 m/s となった
主要な誤差はpixel依存した特性曲線のまわりのバラつき 「検出」はできても惑星系の「モデリング」まではできないレベル 精度の向上を目指すにはどうしたらよいか？ ヨードセル入りflat fieldのデータに同様の解析をすればHDSの特性曲線の動向がつかめるのでは？ トランジットのない日のデータセットに対しても解析を行う 理論曲線とのresidualに対して天体のaltitudeや望遠鏡の回転速度など他のパラメータとの相関を見る

15 まとめ すばる/HDSの通常分光観測データでRossiter効果の検出を試みた 観測への示唆 今後の追加解析
HDSのpixelに依存したRV特性曲線が見つかった 視線速度の精度としてはヨードセルに及ばない 順方向のRossiter効果を検出した 観測への示唆 この方法には星のスペクトル情報が残るという利点がある 現状ではヨードセルを用いた視線速度観測の方がすばるでのRossiter効果測定に適していると思われる 今後の追加解析 観測機器によるRV変動のモデル化と除去を目指す