[論文レビュー] The ELODIE survey for northern extra-solar planets III. Three planetary candidates detected with ELODIE

D. Naef, M. Mayor+5 more|arXiv (Cornell University)|Oct 9, 2003

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 2被引用数 73

ひとこと要約

本論文は、ELODIEおよびCORALIE分光計からの径速度測定値を提示し、3つの新しい系外惑星候補を確認した。HD 74156には、0.294 AUに1.86 M_Jupの惑星と、5.5年間の離心率が0.64の楕円軌道を周回する6.2 M_Jupの惑星からなる二重惑星系が存在する。14 Herには、4.9年間の軌道を周回する4.7 M_Jupの惑星が存在し、線形径速度傾向が観測されており、追加の質量の大きな同伴天体の存在を示唆している。本研究では、HD 209458や51 Pegのような既知の系の軌道解を改善し、55 Cnc、47 UMa、70 Vir、HD 187123の検出結果についても確認または部分的に再評価した。

ABSTRACT

We present our ELODIE radial-velocity measurements of HD 74156 and 14 Her (HD 145675). These stars exhibit low-amplitude radial-velocity variations induced by the presence of low-mass companions. The radial-velocity data of HD 74156 reveal the presence of two planetary companions: a 1.86 M_Jup planet on a 51.64--d orbit and a 6.2 M_Jup planet on a long-period (5.5 yr) orbit. Both orbits are fairly eccentric (e=0.64 and 0.58). The 4.7M_Jup companion to HD 145675 has a long period (4.9 yr) and a moderately eccentric orbit (e=0.34). We detect an additional linear radial-velocity trend superimposed to the periodic signal for this star. We also compute updated orbital solutions for HD 209458 and 51 Peg (HD 217014). Finally, we present our ELODIE radial-velocity data and orbital solutions for 5 stars known to host planetary companions: Ups And (HD 9826), 55 Cnc (HD 75732), 47 UMa (HD 95128), 70Vir (HD 117176) and HD 187123. We confirm the previously published orbital solutions for Ups And, 70 Vir and HD 187123. Our data are not sufficient for fully confirming the orbital solutions for 55 Cnc and 47UMa.

研究の動機と目的

• 太陽型星を対象として、北半球に位置する低質量惑星の同伴を高精度径速度測定を用いて検出・特徴付けること。
• 更新されたELODIEデータを用いて、HD 209458 や 51 Peg などの既に検出済みの系外惑星の軌道解を改善すること。
• 55 Cnc、47 UMa、70 Vir、HD 187123 などの系において、新しい径速度データを用いて惑星検出を確認または再評価すること。
• 線形径速度傾向の検出を通じて、長期間または質量の大きな同伴天体を同定すること。これは、見えない摂動体の存在を示唆する。

提案手法

• 高精度径速度測定は、オート・プロヴァンス天文台の1.93-m望遠鏡に搭載されたELODIEエシェル分光計およびラ・シラ天文台の1.2-m Euler望遠鏡に搭載されたCORALIE分光計を用いて実施された。
• 大気中の地上赤外線吸収線の影響を最小限に抑えるために、新しいテンプレートを用いた相互相関関数を用いて径速度を導出した。
• 軌道解は、ケプラー運動モデルを用いて径速度データにフィットさせ、不確実性はモンテカルロシミュレーションによって推定した。
• 14 Herに対しては、長期的な加速度を説明するため、線形速度傾向をフィットに組み込み、追加の質量の大きな天体の存在を示唆した。
• 星のパラメータ（有効温度、金属量、質量）は文献値を用い、惑星の最小質量を計算した。
• データ品質は残差と有意性検定（特に軌道離心率のためのLucy & Sweeney検定）を用いて評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HD 74156の惑星同伴の軌道パラメータは何か？ また、それらは複数惑星系を示唆しているか？
• RQ2 14 Herの径速度信号は、単一の質量の大きな惑星を示唆しているのか、それとも追加の見えない同伴天体の存在を示唆しているのか？
• RQ3 ELODIEデータは、HD 209458 や 51 Peg に既に検出済みの惑星の軌道解を確認または改良できるか？
• RQ4 55 Cnc や 47 UMa の惑星信号は、新しいELODIEデータによって完全に支持されているか、それとも主張された検出に対して反証の証拠があるか？
• RQ5 14 Herで検出された線形径速度傾向の有意性は何か？ また、それはシステム構造にどのような含意をもたらすか？

主な発見

• HD 74156には二重惑星系が存在する：内側の惑星は1.86 M_Jup、51.64日間の公軌道で0.294 AUに位置し、外側の惑星は6.2 M_Jup、5.5年間の公軌道で離心率e = 0.64の楕円軌道を周回する。
• 14 Her系には、4.9年間の公軌道で離心率e = 0.34の中程度の離心率を持つ4.74 M_Jupの惑星が存在し、顕著な線形径速度傾向が観測されており、追加の質量の大きな天体の存在を示唆している。
• HD 209458の更新された軌道解は、より高い精度を示し、以前に知られていた短周期惑星（最小質量0.63 M_Jup）を確認した。
• ELODIEデータは、70 Virの既に発表済みの軌道解を確認した。6.56 M_Jupの惑星が116日間の公軌道で中程度の離心率を示している。
• HD 187123では、3.1日間の公軌道に0.52 M_Jupの惑星が存在し、-8.8 m s⁻¹ yr⁻¹の線形ドリフトが観測された。これは第二の質量の大きな同伴天体と整合的である。
• 55 Cncのデータは、内側と外側の惑星の両方の明確な信号を示しているが、47 UMa cの信号（11 m s⁻¹）は測定精度の限界（7.3 m s⁻¹）に近いため、その検出は不確かである。