[論文レビュー] The CoRoT exoplanet programme: exploring the gas-giant/terrestrial planet transition

S. Aigrain, Pierre Barge+7 more|arXiv (Cornell University)|Feb 2, 2007

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、高精度な星の明るさのモニタリングにより地球型惑星を検出することを目的とした、最初の宇宙望遠鏡を用いた Transit 表面調査である CoRoT における系外惑星ミッションを提示する。この論文は、ミッションの技術的設計、2地球半径までの惑星の検出能力、特にガス惑星と岩石惑星の遷移領域における軌道を伴う惑星の確認のための、光度観測とドップラー速度観測を統合したフォローアップ戦略を概説している。2008年春までに最初の確認済み岩石惑星が得られると予想される。

ABSTRACT

CoRoT, which was launched successfully on the 27th of December 2006, is the first space mission to have the search for planetary transits at the heart of its science programme. It is expected to be able to detect transits of planets with radii down to approximately two Earth radii and periods up to approximately a month. Thus, CoRoT will explore the hereto uncharted area of parameter space which spans the transition between the gaseous giant planets discovered in large numbers from the ground, and terrestrial planets more akin to our own. This papers briefly sketches out the main technical characteristics of the mission before summarising estimates of its detection potential and presenting the data analysis and follow-up strategy.

研究の動機と目的

• 宇宙ベースのトランジット光度測定を用いて、ガス惑星と岩石惑星の間の未踏のパラメータ空間を探る。
• 1か月までの公軌道周期を持つ、2地球半径にまで及ぶ惑星の検出を可能にする。
• 候補の検証のため、光度観測とドップラー速度観測を統合したフォローアップ戦略の開発。
• 追加プログラムと年次公募を通じて、データ公開とコミュニティへのアクセスを確立するフレームワークの構築。
• 多波長および高分解能のフォローアップ観測を用いて、最初のトランジットを示す岩石惑星の確認。

提案手法

• CoRoTは、27 cmの開口部を持つ望遠鏡を装備し、4つの2048×2048のCCDを搭載。2つのCCDは系外惑星検出、残りの2つは星の内部構造の研究（アステロセイズミー）に専用。各プログラムの視野は1.3°×2.6°。
• ミッションは、11.5<V<16の星を対象に、512秒のサンプリングで1CCDあたり6000個の星を、15等以上で明るい星を32秒のサンプリングで最大500個の星を対象に、機載アパーチャー光度測定を実施。
• 各標的星に対して、フラックスを集積するための「涙びん型」マスクを適用。低分解能プリズムを用いて、V<15の星まで最大5000個の星について3色の光度曲線を提供。
• 衛星は896 kmの極軌道を飛行し、銀河中心付近と反対側に2か所の連続観測ゾーンを有し、長期間の観測を可能にする。
• フォローアップには、星の混合状態を解明するための高分解能画像観測と、HARPS、CORALIE、SOPHIEなどの機器を用いたドップラー速度測定を実施。
• 中央集権的な調整チームがリアルタイムでデータを再分析し、光度測定、ドップラー速度、星のパラメータのフォローアップの優先順位を決定。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 CoRoTは、1か月までの公軌道周期を持つ地球型惑星の検出能力はどの程度か？
• RQ2 多波長および高分解能画像観測を用いて、岩石惑星の浅いトランジットを偽陽性と区別する方法は何か？
• RQ3 トランジットを示す系外惑星候補の確認のため、光度観測とドップラー速度観測を統合した最適なフォローアップ戦略は何か？
• RQ4 CoRoTデータをコアの系外惑星およびアステロセイズミー計画を超えて、追加プログラムを通じてどのように活用できるか？
• RQ5 CoRoTデータとフォローアップ観測を用いて、最初の岩石惑星を確認するまでのタイムラインはどのようになるか？

主な発見

• CoRoTは、2地球半径まで、1か月までの公軌道周期を持つ惑星のトランジットを検出可能であり、ガス惑星と岩石惑星の間の重要なギャップを埋める。
• 2007年8月に開始された完全な長期観測ランN2のデータに基づき、最初の確認済み岩石惑星は2008年春までに得られると予想される。
• 1メートルクラスの望遠鏡を用いた即時のフォローアップにより、星の混合状態を解明でき、トランジット深度の正確な決定と候補の検証が可能になる。
• HARPS、CORALIE、SOPHIEなどの機器によるドップラー速度フォローアップにより、最も有望な候補の質量測定と惑星性の確認が可能になる。
• CoRoTの光度曲線は、各観測ラン終了後約15か月後に一般公開され、広範な科学的利用を支援する。
• 追加プログラムにより、年次公募を通じてコミュニティがCoRoTデータにアクセスでき、コアミッション目標を超えた標的観測および体系的なデータ解析が可能になる。