[論文レビュー] HATNet Field G205: Follow-Up Observations of 28 Transiting-Planet candidates and Confirmation of the Planet HAT-P-8b

David W. Latham, Akos G. Bakos+17 more|arXiv (Cornell University)|Dec 5, 2008

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 7被引用数 53

ひとこと要約

この論文は、HATNetフィールドG205における28個の縁面通過系外惑星候補の追跡分光および光度観測を通じて、3.076日の公軌道周期を持つ巨大で膨張したホットジュピター、HAT-P-8bの確認を果たした。初期の32個の候補のうち28個が径速度測定と光曲線モデリングを用いて分析され、質量1.52 M_J、半径1.50 R_Jの縁面通過系外惑星としてHAT-P-8bが確認されたが、その周期に対して異常に高い質量と膨張した半径を示す点が注目される。

ABSTRACT

We report the identification of 32 transiting-planet candidates in HATNet field G205. We describe the procedures that we have used to follow up these candidates with spectroscopic and photometric observations, and we present a status report on our interpretation of the 28 candidates for which we have follow-up observations. Eight are eclipsing binaries with orbital solutions whose periods are consistent with their photometric ephemerides; two of these spectroscopic orbits are singled-lined and six are double-lined. For one of the candidates, a nearby but fainter eclipsing binary proved to be the source for the HATNet light curve, due to blending in the HATNet images. Four of the candidates were found to be rotating more rapidly than vsini = 50 km/s and were not pursued further. Thirteen of the candidates showed no significant velocity variation at the level of 0.5 to 1.0 km/s . Seven of these were eventually withdrawn as photometric false alarms based on an independent reanalysis using more sophisticated tools. Of the remaining six, one was put aside because a close visual companion proved to be a spectroscopic binary, and two were not followed up because the host stars were judged to be too large. Two of the remaining candidates are members of a visual binary, one of which was previously confirmed as the first HATNet transiting planet, HAT-P-1b. In this paper we confirm that the last of this set of candidates is also a a transiting planet, which we designate HAT-P-8b, with mass Mp = 1.52 +/- 0.18/0.16 Mjup, radius Rp = 1.50 +/- 0.08/0.06 Rjup, and photometric period P = 3.076320 +/- 0.000004 days. HAT-P-8b has an inflated radius for its mass, and a large mass for its period. The host star is a solar-metallicity F dwarf, with mass M* = 1.28 +/- 0.04 Msun and Rp = 1.58 +/- 0.08/0.06 Rsun.

研究の動機と目的

• HATNetフィールドG205で同定された縁面通過系外惑星候補の真の惑星性を、多波長の追跡観測によって確認すること。
• 連星系の食、星の活動、混合光源によって引き起こされる偽陽性と真の縁面通過系外惑星を区別すること。
• HAT-P-8bの物理的性質、特に質量、半径、公軌道周期、および主星パラメータの特徴を明らかにすること。
• 地上ベースの光度測定調査が、特に混合系による偽陽性の影響を受けることの信頼性と課題を評価すること。

提案手法

• Keck I望遠鏡を用いて径速度測定を実施し、惑星同伴に起因するドップラーシフトを検出する。
• HATNet調査の光度曲線を分析して、食の深さ、持続時間、エフェメリスをモデリングする。
• 分光的連星系解析を用いて、単一線および二重線連星系を特定・除外する。
• 径速度モニタリングを実施し、0.5–1.0 km s⁻¹のレベルでの速度変動を検出。顕著な変動がない候補は除外する。
• 独立した再分析ツールを用いて光度観測の誤報を再評価し、HAT-P-8bの惑星起源を確認する。
• 星の進化モデルと金属量測定を用いて、主星の性質をモデリングし、質量と半径を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HATNetフィールドG205における28個の縁面通過系外惑星候補の真の性質は何か？そのうち何個が真の系外惑星であるか？
• RQ2 HAT-P-8bは高質量および短公軌道周期にもかかわらず、なぜ膨張した半径を示すのか？
• RQ3 HAT-P-8bの物理的性質（質量、半径、降着フラックス）は、他の既知のホットジュピターと比べてどのように異なるか？
• RQ4 混合星系および grazing 食連星系は、地上ベースの光度測定調査における偽陽性にどの程度寄与しているか？

主な発見

• HAT-P-8bは、質量1.52⁺⁰.¹⁸₋₀.₁₆ M_J、半径1.50⁺⁰.⁰⁸₋₀.₀⁶ R_Jの縁面通過系外惑星として確認された。
• 惑星の公軌道周期は3.076320 ± 0.000004日であり、光度測定と分光的エフェメリスと整合的である。
• HAT-P-8bの表面重力はlog g = 3.23 ± 0.03（cgs）であり、Hansen & Barman（2007）が定義したクラスIに属する。
• その降着フラックスが1.91 × 10⁹ erg s⁻¹ cm⁻²であるため、TiOおよびVO吸収による大気加熱が予想される。
• 高質量および膨張した半径を示すにもかかわらず、HAT-P-8bは周期–表面重力関係にきわめて密着しており、このパrameter空間においては外れ値ではない。
• 主星は太陽金属量のF型矮星であり、質量1.28 ± 0.04 M_☉、半径1.58⁺⁰.⁰⁸₋₀.₀⁶ R_☉である。