[論文レビュー] The HARPS search for southern extrasolar planets. XXIII. 8 planetary companions to low-activity solar-type stars

D. Naef, M. Mayor+18 more|arXiv (Cornell University)|Aug 26, 2010

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 35被引用数 29

ひとこと要約

本論文では、ESO 3.6-m望遠鏡に搭載されたHARPS分光計を用いた径速度測定により、低活動度の太陽型星の周りに8つの長周期の惑星同伴を検出する。主な発見として、最大0.83の公軌道離心率を示す高離心率惑星が複数存在し、2つの系では追加の長周期同伴の兆候が観測され、これらの系では動的相互作用が関与している可能性がある。

ABSTRACT

In this paper, we present our HARPS radial-velocity data for eight low-activity solar-type stars belonging to the HARPS volume-limited sample: HD6718, HD8535, HD28254, HD290327, HD43197, HD44219, HD148156, and HD156411. Keplerian fits to these data reveal the presence of low-mass companions around these targets. With minimum masses ranging from 0.58 to 2.54 MJup, these companions are in the planetary mass domain. The orbital periods of these planets range from slightly less than one to almost seven years. The eight orbits presented in this paper exhibit a wide variety of eccentricities: from 0.08 to above 0.8.

研究の動機と目的

• 高精度の径速度測定を用いて、低活動度の太陽型星の周囲に低質量の惑星同伴を検出すること。
• HARPSデータから新たに発見された系外惑星の軌道パラメータおよび最小質量を特徴づけること。
• 径速度残差に見られる追加の長周期信号が、未発見の同伴の存在を示唆するかを調査すること。
• 特に恒星同伴が存在する可能性のある系における、高離心率の惑星軌道の動的起源を検討すること。
• 星の活動性および固有のジャイタ（jitter）が、径速度フィットの品質をどの程度劣化させるかを評価すること。

提案手法

• 複数の観測シーズンにわたり、チリのESO 3.6-m望遠鏡に搭載されたHARPS分光計を用いて径速度測定を実施した。
• 径速度データにケプラー軌道フィットを適用し、軌道パラメータおよび最小惑星質量を決定した。
• 単一惑星モデルを超える追加信号の有意性を評価するために、赤色カイ二乗統計量およびF検定確率を用いた。
• 残差解析では、CCFバイセクタスパンなどの星の活動指標と径速度残差の相関関係を確認した。
• 軌道解の妥当性は、径速度データの位相畳み込みとO-C残差の分散を評価することで検証した。
• 星の質量は文献値に基づいて仮定し、最小惑星質量は径速度シグナルの半振幅から導出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HARPS径速度モニタリングにより検出された低活動度の太陽型星の周囲の惑星同伴の軌道パラメータおよび最小質量は何か？
• RQ2 径速度残差に、未発見の同伴の存在を示唆する追加の長周期信号が存在するか？
• RQ3 星の活動性または固有のジャイタが、低活動度星における径速度フィット品質にどの程度影響を及えるか？
• RQ4 これらの系における高離心率の惑星軌道の動的意義は何か？第三体の摂動がそれらを説明できるか？
• RQ5 これらの惑星の軌道的特徴は、他の既知の高離心率系外惑星と比べてどう異なるか？

主な発見

• HD 6718 b は最小質量 1.56 M_Jup で、公軌道周期 2496 日、低離心率軌道（e = 0.1）を周回する。
• HD 8535 b は 0.68 M_Jup の惑星で、1313 日の公軌道周期、離心率 e = 0.15 を示す。
• HD 28254 b は 1.16 M_Jup の惑星で、1116 日の高離心率軌道（e = 0.81）を周回する。
• HD 290327 b は最小質量 2.54 M_Jup で、2442 日の公軌道周期、ほぼ円形軌道（e = 0.08）を周回する。
• HD 43197 b は 0.6 M_Jup の惑星で、327 日の公軌道周期、高離心率（e = 0.83）を示す。
• HD 148156 b は最小質量 0.85 M_Jup で、1027 日の公軌道周期、e = 0.52 の軌道を周回する。一方、HD 156411 b は 0.74 M_Jup の惑星で、842 日の公軌道周期、やや離心率の高い（e = 0.22）軌道を周回する。