[論文レビュー] A 1574-day periodicity of transits orbiting KIC 8462852

Gary Sacco, Linh B. Ngo+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 3, 2017

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 4被引用数 5

ひとこと要約

本稿は、2013年および2017年のケプラー宇宙望遠鏡と地上のラス・クンブラス天文台（LCO）の光度計測データの相互相関に基づき、KIC 8462852（ボヤジャン星）の転位に似た減光イベントに1,574日周期が存在することを提案している。解析により、複数のミッションおよび歴史的記録における深い減光のタイミングが一貫しており、ハビタブルゾーン内に軌道を回る天体または構造体の安定した公軌道周期を示唆しており、今後のイベントについて検証可能な予測が可能である。

ABSTRACT

Observations of the main sequence F3 V star KIC 8462852 (also known as Boyajian's star) revealed extreme aperiodic dips in flux up to 20% during the four years of the Kepler mission. Smaller dips (< 2%) were also observed with ground-based telescopes between May and September 2017. We investigated possible correlation between recent dips and the major dips in the last 100 days of the Kepler mission. We compared Kepler light curve data, 2017 data from two observatories (TFN, OGG) which are part of the Las Cumbres Observatory (LCO) network and Sternberg observatory archival data, and determined that observations are consistent with a 1,574-day (4.31 year) periodicity of a transit (or group of transits) orbiting Boyajian's star within the habitable zone. It is unknown if transits that have produced other major dips as observed during the Kepler mission (e.g. D792) share the same orbital period. Nevertheless, the proposed periodicity is a step forward in guiding future observation efforts.

研究の動機と目的

• KIC 8462852の不規則な減光イベントに、複数の観測エポックにわたって隠れた周期性が存在するかどうかを調査すること。
• 2009–2013年のケプラーミッションデータと2017年の地上LCO観測データを比較し、減光のタイミングパターンが一貫しているかを同定すること。
• 歴史的観測所（ゾンネベルク、DASCH、シュテルンバーグ）のアーカイブ光度計測データを用いて、提案された周期性を検証し、予測されたイベントと一致するかを評価すること。
• 1,574日周期に基づき、今後の減光イベントの検証可能な予測を生成することにより、観測的検証を可能にすること。

提案手法

• 正規化されたケプラー光曲線データ（D1400–D1590）と2017年のLCO rバンドの日平均データの相互相関分析により、時間遅れのある周期性を同定する。
• 主な減光（例：D1568、スカラ・ブレイ）間の間隔を計算し、1,574日基準との比較により位相整合性を測定する。
• MJD（修正ユリウス日）タイムスタンプを用いて、複数のミッションおよび歴史的記録間での減光イベントを同期化する。
• DASCH、ゾンネベルク、シュテルンバーグ観測所のアーカイブ光度フィルムを統合し、予測されたエポックにおける減光の歴史的再現性を検証する。
• 1,574日周期モデルを用いて過去および今後の減光発生時刻を予測し、より高精度を得るため1,574.4日へ調整する。
• 相関係数を用いた統計的検証により、周期仮説下での2013年と2017年の減光シーケンスの類似性を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ケプラーとLCOが観測したKIC 8462852の深い不規則な減光イベントに、1,574日周期が一貫して存在するか。
• RQ2 2013年（ケプラー）と2017年（LCO）の主な減光のタイミングが1,574日周期と一致するか。これは、安定した公軌道起源を示唆するか。
• RQ3 1935年、1944年、1978年の歴史的光度計測記録（例：1935年8月21日、1944年4月30日、1978年10月24日）が、予測された1,574日周期と整合するか。
• RQ4 1,574日周期は、以前に報告された24.2日周期の準周期性と整合するか。
• RQ5 この周期モデルを用いて、今後の減光イベントを高い精度で予測できるか。観測的検証が可能か。

主な発見

• 2013年（ケプラー）と2017年（LCO）に観測された主な減光のピーク深さの間で、1,574–1,575日周期が同定された。
• 2017年のスカラ・ブレイ減光はMJD 57974に発生し、D1568（MJD 56400）からの1,574.5日周期モデルと一致した。
• 1935年8月21日、1944年4月30日、1978年10月24日の歴史的減光イベントは、1,574.4日周期モデルの予測エポックと一致したが、フィルムの品質が信頼性を制限している。
• 1,574日周期は、以前に報告された24.2日周期の準周期性の正確に65周期に相当し、より深い背後にあるパターンを示唆している。
• モデルは今後の減光イベントを高い精度で予測でき、例えば2017年8月9日の予測減光は実際のエルシー減光（MJD 57893）と1日以内に一致した。
• 仮説は未確認のままだが、宇宙望遠鏡、地上観測、およびアーカイブ光度計測という複数の独立したデータセットにおける一貫した整合性から支持されている。