[論文レビュー] The multiplicity of exoplanet host stars - New low-mass stellar companions of the exoplanet host stars HD125612 and HD212301

M. Mugrauer, R. Neuhäuser|ArXiv.org|Dec 13, 2008

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 37被引用数 52

ひとこと要約

本研究では、ラ・シルヤ観測所に設置されたSofI/NTTを用いた近赤外直接撮像によって、系外惑星を公転する恒星HD 125612およびHD 212301の新たな低質量星補助星を同定した。補助星であるHD 125612 B（M4型矮星、0.18 M☉、投影分離距離4750 AU）およびHD 212301 B（M3型矮星、0.35 M☉、投影分離距離230 AU）は、複数エポックのアストロメトリック解析により共動していることが確認され、系外惑星を公転する恒星の複数系の数が43に増加し、系外惑星を公転する恒星における恒星複数率が少なくとも17％であることが確認された。

ABSTRACT

Aims: We present new results from our ongoing multiplicity study of exoplanet host stars, carried out with SofI/NTT. We provide the most recent list of confirmed binary and triple star systems that harbor exoplanets. Methods: We use direct imaging to identify wide stellar and substellar companions as co-moving objects to the observed exoplanet host stars, whose masses and spectral types are determined with follow-up photometry and spectroscopy. Results: We found two new co-moving companions of the exoplanet host stars HD125612 and HD212301. HD125612B is a wide M4 dwarf (0.18 Msun) companion of the exoplanet host star HD125612, located about 1.5 arcmin (~4750 AU of projected separation) south-east of its primary. In contrast, HD212301B is a close M3 dwarf (0.35 Msun), which is found about 4.4 arcsec (~230 AU of projected separation) north-west of its primary. Conclusions: The binaries HD125612AB and HD212301AB are new members in the continuously growing list of exoplanet host star systems of which 43 are presently known. Hence, the multiplicity rate of exoplanet host stars is about 17%. Based on observations obtained on La Silla in ESO programs 079.C-0099(A), 080.C-0312(A)

研究の動機と目的

• 直接撮像を用いて、系外惑星を公転する恒星の広い距離の星および亜惑星補助星を同定すること。
• 複数エポックのアストロメトリック解析を通じて共動する補助星を同定することにより、系外惑星を公転する恒星の複数率を特定すること。
• 既知の連星系における追加の補助星の軌道的安定性および検出限界を評価すること。
• 確認された系外惑星を公転する複数星系のカタログの拡充に貢献すること。
• 恒星の複数性が惑星形成および軌道的進化に与える影響を調査すること。

提案手法

• ラ・シルヤ観測所に設置されたSofI/NTTを用いて、系外惑星を公転する恒星の広い距離の補助星を直接近赤外撮像で検出する。
• 2MASS点源カタログを用いてアストロメトリックな補正を行い、正確な天体位置を特定する。
• 複数エポックの画像（SofI 2007/2008年および2MASS 1998年）を比較し、自己運動を測定し、共動する補助星を確認する。
• 後続の photometry および分光測定を用いて、検出された補助星の質量およびスペクトル型を推定する。
• 進化モデル（Baraffe et al. 1998）を適用して検出限界を推定し、補助星の質量を制約する。
• Holman & Murray (1999)の基準を用いて軌道的安定性を評価し、追加の補助星が長期間安定して存在可能な領域を定義する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 系外惑星を公転する恒星の複数率は何か？ また、複数系として確認されたものはいくつあるか？
• RQ2 HD 125612およびHD 212301の新たな補助星は、それぞれの主星と共動しているか？
• RQ3 新たに同定された補助星の物理的性質（質量、スペクトル型、分離距離）は何か？
• RQ4 HD 125612およびHD 212301系における追加の補助星の検出限界および安定性制約は何か？
• RQ5 これらの発見は、恒星の複数性が惑星形成に与える影響を理解する上でどのように貢献するか？

主な発見

• HD 125612 B は、投影分離距離約4750 AU、質量0.18 M☉ の共動するM4型矮星補助星である。
• HD 212301 B は、投影分離距離約230 AU、質量0.35 M☉ の共動するM3型矮星補助星である。
• 系外惑星を公転する恒星の複数率は、250個の既知の系外惑星を公転する恒星のうち43個の確認された複数系に基づき、少なくとも17％であると確認された。
• HD 125612 AB 系における追加の補助星の長期安定領域は約650 AU（12.4 arcsec）まで延びるが、HD 212301 AB 系では約38 AU（0.7 arcsec）に制限される。
• いずれの主星からも20 arcsec（約1060 AU）を超える領域では、2MASSの検出限界（15.1 mag、S/N=10）を超える範囲に追加の補助星は検出されなかった。
• 本研究により、HD 125612 AB および HD 212301 AB は、系外惑星を公転する複数星系の増加するリストの新メンバーであることが確認された。