[論文レビュー] EPIC229426032 b and EPIC246067459 b: discovery of a highly inflated and a 'regular' pair of transiting hot Jupiters from K2

M. G. Soto, Matías R. Díaz+18 more|arXiv (Cornell University)|Jan 24, 2018

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 4被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、キャンペーン11および12のK2光度計測とHARPS、FEROS、CORALIEからの径速度データを用いて、2つの transit を示す熱木星（EPIC229426032 bおよびEPIC246067459 b）の発見を報告している。EPIC229426032 bは半径1.63 $R_{\mathrm{Jup}}$ の非常に膨張した惑星であり、EPIC246067459 bはモデルと整合的でより典型的な熱木星である。両惑星はそれぞれ2.18日および3.2日という短周期軌道を周回している。

ABSTRACT

We report the discovery of two hot Jupiters orbiting the stars EPIC229426032 and EPIC246067459. We used photometry data from Campaign 11 and 12 of the Kepler (K2) Mission, as well as radial velocity data obtained using the HARPS, FEROS, and CORALIE spectrographs. EPIC229426032 b and EPIC246067459 b have masses of $1.36^{+0.10}_{-0.10}$ and $0.86^{+0.13}_{-0.12}\,R_{\mathrm{Jup}}$, radii of $1.63^{+0.07}_{-0.08}$ and $1.30^{+0.15}_{-0.14}\,M_{\mathrm{Jup}}$, and are orbiting their host stars in 2.18 and 3.2 day orbits, respectively. The large radius of EPIC229426032 b leads us to conclude that this corresponds to a highly inflated hot Jupiter. EPIC2460674559 b has a radius consistent with theoretical models, considering the high incident flux falling on the planet. Both of these discoveries represent excellent laboratories to study the physics of planetary atmospheres, and the factors playing a role in planetary infation, as well as planet formation and evolution. EPIC229426032 b is particularly favourable for follow-up studies, since not only is it very inflated, but it also orbits a relatively bright star ($V = 11.6$).

研究の動機と目的

• K2キャンペーン11および12の光度計測と径速度データを用いて、転写惑星を同定・特徴付けること。
• 特に異常に大きな半径を示す熱木星の物理的性質を調査し、惑星の膨張機構を理解すること。
• EPIC229426032 bで観測された半径の膨張が、内部加熱によるものか、他の大気過程によるものかを特定すること。
• EPIC229426032 bとEPIC246067459 bの性質を比較し、降り注ぐ放射フラックスと惑星の進化が半径の膨張に与える影響を評価すること。
• 特に非常に膨張した惑星を対象とした、将来的な大気特徴付けのための好適な標的を特定すること。

提案手法

• キャンペーン11および12のK2光度計測を分析し、対象星の光曲線に転写信号が存在するかを同定する。
• 高精度分光計（HARPS、FEROS、CORALIE）を用いた径速度測定により、惑星の質量を決定する。
• 転写光曲線と径速度曲線を併用してモデリングし、惑星および恒星のパラメータを導出する。
• 得られた惑星の半径を、放射された光にさらされたガス惑星の理論的モデルと比較し、膨張状態を評価する。
• 恒星の明るさ（V = 11.6）を評価し、追跡観測のための適性を判断する。
• 誤差伝搬を用いて質量および半径推定値の不確実性を定量化する（例：$1.36^{+0.10}_{-0.10}$ $M_{\mathrm{Jup}}$）。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 EPIC229426032 bで観測された極端な半径の膨張は、通常の熱木星と比較して何によって引き起こされるのか？
• RQ2 EPIC246067459 bの降り注ぐ放射フラックスは、その半径に対して理論的期待値とどの程度一致するか？
• RQ3 これらの惑星の物理的性質は、現在の惑星の膨張および進化モデルとどの程度整合するか？
• RQ4 EPIC229426032 bが他の熱木星と比較して、なぜ大気特徴付けに好適な標的になるのか？
• RQ5 軌道周期と恒星の明るさは、これらの惑星の検出可能性および追跡観測の可能性にどのように影響を与えるか？

主な発見

• EPIC229426032 bの半径は $1.63^{+0.07}_{-0.08}$ $R_{\mathrm{Jup}}$ であり、非常に膨張した熱木星であることが示された。
• EPIC246067459 bの半径は $1.30^{+0.15}_{-0.14}$ $R_{\mathrm{Jup}}$ であり、放射された光にさらされたガス惑星の理論的モデルと整合的である。
• EPIC229426032 bは2.18日という周期で恒星を周回し、質量は $1.36^{+0.10}_{-0.10}$ $M_{\mathrm{Jup}}$ であり、非常に膨張した惑星としての分類が確認された。
• EPIC246067459 bの質量は $0.86^{+0.13}_{-0.12}$ $M_{\mathrm{Jup}}$ で、3.2日周期の軌道を周回しており、顕著な半径の膨張は認められない。
• EPIC229426032 bの恒星は明るく、$V = 11.6$ であるため、大気追跡観測に非常に適した標的である。
• 両惑星とも、短周期ガス惑星における惑星の膨張の物理、大気力学、形成経路を研究する上で貴重なシステムを提供している。