【天文】太陽系外の複数惑星系における惑星同士の食を初めて発見/東大

東京大学(東大)は、太陽系外にある4重惑星系候補である「KOI-94(Kepler Object of Interest:カタログの
94番)」を2012年8月10日にすばる望遠鏡で観測、内側から3番目に位置する惑星の公転軸と中心星の自転軸が
ほぼ平行であることを発見したと発表した。

これは2つの惑星の公転軌道面がほとんどぴったり一致していない限り説明できないことが推測できる。
そこで、実際に観測データを詳細に解析した結果、この2つの惑星は同じ向きに公転しており、それらの
公転軌道面は2度以下の精度で一致していることがわかった。さらにすばる望遠鏡の観測結果と組み合わせれば、
太陽系と同じく、中心星の自転軸と、複数の惑星の公転軸が高い精度で揃っていることが結論づけられた。

この発見は、複数惑星系の形成・進化モデルに対する重要な観測的制約である。また、今から約14年後
(西暦2026年)に、この系において惑星同士の食が起こるものと予想される。

同成果は同大大学院理学系研究科 物理学専攻 博士課程3年の平野照幸氏、同1年の増田賢人氏、同物理学専攻の
須藤靖 教授らの研究グループによるもので、米国天体物理学雑誌「The Astrophysical Journal Letters」
に掲載された。

太陽系外惑星は1995年に初めて発見されて以降、現在までに800個程度発見されている。その発見手法としては
主に2つあり、1つが惑星が中心星の回りを公転する反作用で中心星が周期的にふらつく速度をドップラー効果で
観測する「ドップラー法」、もう1つが惑星が中心星の前面を通過する際に、中心星の一部が周期的に暗くなる
ことを観測する「トランジット法」である。

トランジット法は、観測者がほぼ惑星の公転面上にないと観測できないため観測できる確率は低いものの、
速度を検出するために必要な分光器が不要であるため観測そのものは容易であるほか、2009年に打ち上げられた
米国のトランジット観測専用衛星「ケプラー」により、2000個以上のトランジット惑星候補が発見されるに
まで至っている。

（本文>>2以降に続く）

▽記事引用元　マイナビニュース（2012/11/14）
http://news.mynavi.jp/news/2012/11/14/015/index.html

▽東京大学プレスリリース
http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2012/40.html

▽The Astrophysical Journal Letters
「Planet-Planet Eclipse and the Rossiter-McLaughlin Effect of a Multiple Transiting System:
Joint Analysis of the Subaru Spectroscopy and the Kepler Photometry」
http://jp.arxiv.org/abs/1209.4362

（>>1続き）

これらの候補はKOI-N(Kepler Object of InterestのN番目)という名前と番号がつけられ、その後ドップラー法
などで実際にトランジット惑星であることが確認された場合、Kepler-N'という名前に変更される。KOIカタログ
には全部で365個の複数惑星系候補があり、そのうち約30個はドップラー法などを用いることで、すでに惑星系
であることが確認されている。今回の対象となったKOI-94は、特に4つのトランジット惑星が存在すると
考えられている複数惑星系候補で、複数の惑星がトランジットを起こしているということは、それらがほぼ
同じ平面上を公転している可能性が高いと考えられていた。

そこで研究グループは中心星の自転軸と惑星の公転面の関係に注目して研究を進めた。太陽系では、水星を
除く7つの惑星の公転面は約3度の範囲内で一致しており、かつそれらは(水星の公転面を含めて)太陽の自転軸と
約7度の範囲内で直交している。実際、標準的な惑星形成モデルでは、中心星と惑星はともに、回転する円盤状の
ガス雲から誕生するため、中心星の自転軸と惑星の公転軸(公転面に垂直な軸)はそろっていることが予想されている。
しかし、惑星系のその後の進化にともない、木星程度の比較的大きな惑星が中心に落ち込むことにより、
複数の惑星同士の公転軸が大きく変動する可能性があることから、中心星の自転軸と惑星の公転軸のなす
角度の推定ができれば、惑星系の進化に対する観測的制約を与えることが可能になる。

それを可能とするのがロシター・マクローリン効果(RM効果)で、1924年に2重連星系(2つの星が互いを周る系)
に対して提案され、太陽系外の惑星系に対しては、2000年に同効果が初めて検出された後、2005年に
研究グループが解析的に記述する近似公式を発表し、世界中で数多くの観測が行われるようになった。
実際に研究グループでは、すばる望遠鏡を用いて、現在までに10個の系外惑星系に対してRM効果を検出している。
しかし、それらはいずれもトランジット惑星が1つしか発見されていない系であり、これまで複数トランジット
惑星系に対するRM効果の観測はされていなかったという。


惑星のトランジットと星の減光
http://news.mynavi.jp/news/2012/11/14/015/images/011l.jpg
RM効果の概念図
http://news.mynavi.jp/photo/news/2012/11/14/015/images/012l.jpg

そこで研究グループは、2012年8月10日(グリニッジ標準時)に、すばる望遠鏡でKOI-94の内側から3番目の惑星
候補(KOI-94.01:公転周期22日)のRM効果の観測を実施。その結果、KOI-94.01の公転軸と中心星の自転軸とは
約10度以内の精度でそろっていることが明らかになったほか、先立ってケプラー衛星の公開データを調べた際、
KOI-94は、2010年1月14日から15日にかけて、ガス惑星KOI-94.01と内側から4番目のガス惑星(KOI-94.03:公転
周期54日)が同時にトランジットを起こしており、かつそれら同士が互いに重なって見える食を起こしていた
ことも発見した。


複数惑星のトランジットと惑星同士の食(ケプラー衛星の観測データ)
http://news.mynavi.jp/news/2012/11/14/015/images/001l.jpg
複数惑星のトランジットと惑星同士の食(惑星の軌跡)
http://news.mynavi.jp/news/2012/11/14/015/images/002l.jpg

（本文続く）

（本文続き）

ちなみにトランジットは、太陽系においては2012年6月6日に起こった金星の太陽面通過と同じ現象であり、
その頻度(次回は2117年)からも、発生する確率がかなり低いことは知ることができる。また、水星も同じくトランジット
を起こすが、その頻度は1世紀あたり13回〜14回であり、金星と水星が同時にトランジットを起こすのは、
西暦69163年7月26日と西暦224508年3月27日という状態だという。この確率からすると、KOI-94.01とKOI-94.03の
同時トランジットも同様に非常に稀な現象であるといえるが、今回は観察では、その同時トランジット中に
KOI-94.03がKOI-94.01を追い越し、途中で2つの惑星が重なって見える、いわば惑星同士の食まで起こしている
現象まで観測されたという。

この現象の解析を進めたところ、すばる観測からKOI-94.01の公転軸と中心星の自転軸が、またケプラー衛星観測
からKOI-94.01とKOI-94.03の公転軸が、それぞれそろっていることが発見され、その結果、この複数惑星系は、
太陽系と同様に、中心星の自転軸と惑星系の公転軸がほぼそろっていることが初めて直接的に確認された例と
なったと研究グループは説明する。

これは既存の標準的な惑星形成モデルと一致しているように思えるが、木星サイズのガス惑星が12年周期の
遠方に位置している太陽系とは異なり、わずか22日周期のごく近くにガス惑星が存在している点が新奇な点だという。
これは、遠方で形成された惑星が、時間をかけて中心星近くまで移動したものと解釈できるという。

これまでに多数観測されているそのような系(ただし1個の惑星しかない場合)では、その移動中に中心星の自転軸と
惑星の公転軸が大きくずれる場合があることが観測的に知られているが、今回観測された惑星系では、中心星
近くにガス惑星が位置しているにもかかわらず、自転軸と公転軸との大きなずれはみられなかったとのことで、
この結果とこれまでの結果の違いが、単独惑星系と複数惑星系の違いに起因するのか、あるいは単なる偶然なのか、
現時点では説明する理論は存在しないという。

研究グループではそうした意味でも、この特別な系の発見は複数惑星系の形成・進化モデルに対して重要な
観測的制約を与えるものだとコメントしている。

なお、同複数惑星系で惑星同士の食が次回観測できるのは、14年後の2026年であるという。

（以上本文引用ここまで）

なげぇよ

韓国人泪目

食とか太陽面通過って、スゲー精密観測。鵜の目鷹の目。

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共食い？

てんてー、
公転周期５４日のKOI-94.03が公転周期22日のKOI-94.01を追い越したと書いてある、
とのオレ法による文章解析結果が出たんですが
どゆことなんでせう？

どちらかの公転軌道が真円から遠い？のかな？
自己レス

よくわからんけど東大が凄いのは分かった

>>8
イクリプス

>>12
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恒星の自転のドップラー効果が自転軸を中心とした左右で別に計測できるなんて驚きｗ

まあ理論上はありうるわ
良く見つけたな

太陽系外でも海客がいるということか

どうでもいいですよ〜♪

アッチの惑星系に知的生命体がいたとしたら
金星の太陽面通過を観測している地球を、その延長線上で観測する
太陽系外惑星の住人って感じになるんだよね？

>>7
それは蝕

だから何だよ怒り

>>18
ホットジュピターが恒星近くまで落下してくる途中で内側を周回してる惑星は弾き飛ばされて惑星系外に飛んでくか恒星に落ちると推測されてるから、残念ながらこういう惑星系に知的生命が存在する可能性は低いよ。

地球から1歩も出ずによくまぁ見つけたな

人類は滅びるまでに太陽系出る事も無いだろうからどうでも良いけどな

夜は日食ですか

>>21
いやガス惑星って書かれてるし、生命はいないんだろうとは思ってるんだけど
あっちの星の公転面の延長線がピッタリ地球にあってるんだなと思っただけ

合コンか

凄まじい低確率引いてない？

冥王星外の、それも極端な楕円で斜めな軌道してる小惑星（例、セドナ）
に宇宙彷徨う放浪惑星が太陽にナイスキャッチされたのもあるのかな。
なんか胸熱。

ごめん　間違い

太陽系外惑星は甘え

異星人の食事について判明する意味がわからん
異星人すら発見してないのに