[論文レビュー] New Uses for the Kepler Telescope: A Survey of the Ecliptic Plane For Transiting Planets and Star Formation

Charles Beichman, David R. Ciardi+9 more|arXiv (Cornell University)|Sep 4, 2013

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、反動輪の故障後、ケプラー宇宙望遠鏡を再利用し、明るさの低いM型矮星の周りの縁上惑星を調査し、星形成領域における若い星の天体を研究するために黄道面を調査することを提案している。光度精度が低下しても、ケプラーの大きな口径のおかげで、ハビタブルゾーン内の海王星型惑星やスーパーアースの検出が可能となり、地上望遠鏡や他の宇宙ミッションでは得られない、惑星系や初期星進化に関する独自の知見が得られる。

ABSTRACT

With the loss of two reaction wheels, the period of Kepler's ultra-high precision photometric performance is at an end. Yet Kepler retains unique capabilities impossible to replicate from the ground or with existing or future space missions. This White Paper calls for the use of Kepler to conduct a survey in the ecliptic plane to search for planet transits around stars at high galactic latitudes and to study star forming regions to investigate physics of very young stars not studied by Kepler in its prime mission. Even with reduced photometric precision, Kepler's 1 m aperture will enable it to survey faint M stars to find ice giants and Super Earths in Habitable Zone orbits.

研究の動機と目的

• 反動輪の故障後、ケプラーの科学的レガシーを延長するために、新たな調査に再利用すること。
• 特に明るさの低いM型矮星の周りの縁上惑星を探索すること。
• 星形成領域の調査を通じて、非常に若い星の物理的性質を解明すること。
• 明るさの低い星の周りの小さな、温和な惑星を検出するために、ケプラーが有する独自の1メートル口径を活用すること。
• 地上望遠鏡や他の宇宙ミッションでは得られない、惑星系と初期星進化に関するデータを提供すること。

提案手法

• ケプラーの残存する指向能力を活用し、黄道面に沿った領域を観測すること。
• 長期間にわたる光度測定を通じて、縁上信号を検出すること。
• 星が密集した領域の混同を避けるために、高銀緯度の領域に焦点を当てる。
• ハビタブルゾーン内の海王星型惑星やスーパーアースを検出するために、明るさの低いM型矮星を優先して観測すること。
• 光曲線を分析し、周期的な減光が惑星の縁上を示すかを特定すること。
• 既存の調査データと統合し、星形成領域における若い星の天体を同定すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ケプラーの光度精度が低下しても、明るさの低いM型矮星の周りの縁上惑星を検出可能か？
• RQ2 ケプラーの残存能力を用いて、M型矮星のハビタブルゾーン軌道の海王星型惑星やスーパーアースの検出可能性はどの程度か？
• RQ3 ケプラーは、星形成領域における非常に若い星の物理的性質を解明するためにどのように貢献できるか？
• RQ4 反動輪の故障後、黄道面を観測することは、系外惑星および星形成研究においてどのような科学的価値を持つのか？
• RQ5 ケプラーの独自の口径と安定性は、地上望遠鏡や他の宇宙望遠鏡では実現不可能な発見を可能にするか？

主な発見

• ケプラーの1メートル口径のおかげで、光度精度が低下しても、明るさの低いM型矮星の周りの小さな、温和な惑星を検出可能である。
• この調査では、M型矮星のハビタブルゾーン軌道の海王星型惑星やスーパーアースを検出可能であり、ハビタブル惑星の発見に新たな機会を提供する。
• ケプラーの独自の位置と感度のおかげで、当初のミッションでターゲットとされていなかった星形成領域における若い星の天体を研究できる。
• 黄道面は、混同を最小限に抑え、観測効率を最大化するのに適した視野を提供する。
• 提案される調査は、ケプラーの主な系外惑星探査フェーズを越えた、科学的に価値あるレガシーの延長を提供する。
• このミッションは、地上望遠鏡や他の宇宙ミッションでは得られない、惑星系の構造と初期星進化に関するデータを提供する。