Transcript すばる /HDSによる系外惑星HD209458bの精密分光観測

すばる/HDSによる系外惑星
HD209458bの精密分光観測
２００４年天文・天体若手夏の学校
成田 憲保
もくじ
• 系外惑星とは？
– 最初の発見と探査法について
• 先行研究の紹介
– 系外惑星大気の観測
• 我々の研究成果
– すばる望遠鏡による精密分光観測
– 今後の研究予告
• まとめ
系外惑星とは？
その名の通り太陽系外の恒星にある惑星
→
最初に発見されたのは１９９５年
発見者
マイヨール博士
恒星 ペガスス座５１番星
発見法 Ｒａｄｉａｌ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ法
木星のような巨大惑星が
主星のすぐそばを４日あ
まりで公転している！！
系外惑星の探査法
どうやって見つける？
Ｒａｄｉａｌ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ法
Ｔｒａｎｓｉｔ法
惑星による主星の運動を見る
１１９個発見＆３個確認
惑星による影を見る
３個発見＆１個確認
系外惑星はどんなところ？
系外惑星の環境を探る
Ｔｒａｎｓｉｔ法を用いると惑星の情報が得られる！
見かけの大きさ→惑星の半径
軌道傾斜角→惑星の質量
⇒合わせて惑星の密度！
さらにスペクトルの吸収線をＴｒａｎｓｉｔの内外で
比較すると、惑星の大気成分を検出できる！
先行研究の紹介
食を用いた惑星大気の研究
Ｔｒａｎｓｉｔ中に主星からの光が惑星大気を透
過
⇒スペクトルの吸収線にａｄｄｉｔｉｏｎａｌな吸収
「Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」
２００２年 ＮａのＤ線で0.02％の追吸収
２００３年 水素Ｌｙα線で15％の追吸収
２００４年 炭素、酸素でも報告された
これらは全てＨＳＴの成果
モチベーション
ＨＳＴだけで検出されている惑星大気の存在を
地上観測でも検出できないか？
すばる望遠鏡の特長
？
ＨＤ２０９４５８想像図
○高い波長分解能
○広い波長領域
×大気の影響
• 地上から系外惑星大気の
初検出を目指そう！
• 違う結果が出ても楽しい
いざ観測へ
ハワイ・マウナケア山への旅
観測ターゲット
ＨＤ２０９４５８
すばる望遠鏡ｗｉｔｈ
高分散分光器（ＨＤＳ）
観測パラメータ
ＨＤＳによる高分散分光観測
2002年10月の2晩の観測で
公転周期3.5日
合計72フレームのデータを取
得
観測設定
観測波長領域 4100～6800Å
波長分解能 ～45000
SN / ピクセル ～150
観測phase
データ解析
どうやって調べるか？
取得したフレームから基準とな
る
テンプレートを作成
時系列ごとにそれぞれのフレームの
total fluxをテンプレートに合うよう較正
余分な吸収があれば、引き算した結果にresidualが残る
最新論文
水素Ｈα線に対するアッパーリミット
緑：中性水素（Hα）
青：短波長側 赤：長波長側
の３つの領域で積分してプロット
人工的に0.1％の吸収を加えると
きちんと検出できた
2 hour
時刻
３σ＜ 0.1％の精度でTransit中に
有意な吸収量の増加は見られない
astro-ph/0404469 ＆ PASJ 56,2004(８月)
現在のお仕事
他の吸収線も調べてみよう！
Ｃｈａｒｂｏｎｎｅａｕ et al.2002
中性ＮａのＤ線などで追吸収が見れないか？
天文学会秋季年会で報告します。
これからの研究テーマ１
Ｒｏｓｓｉｔｅｒ ｅｆｆｅｃｔを用いた惑星大気研究
Transit中にケプラー運動の
理論曲線からずれている！
惑星が主星の自転を隠し
てしまうことによる効果
「Ｒｏｓｓｉｔｅｒ ｅｆｆｅｃｔ」
各吸収線でこの効果を比較することで、
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙの代わりになる
これからの研究テーマ２
系外惑星からの反射光の検出
系外惑星も月のように主星の光を反射する
だが、その光をまだ誰も検出していない！
世界に２チーム
υ Ａｎｄ．→ セントアンドリュース大
ＨＤ２０９４５８
→ ＳＥＣＯＮＤ
９月から共同研究が始まります。
おわりに
これからの系外惑星探査
系外惑星の研究は始まったばかり！
•系外惑星の形成過程
•系外惑星の環境
•系外惑星のｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
系外惑星はまだまだ謎だらけ
最終目標は「もうひとつの地球探し」