[論文レビュー] New transit observations for HAT-P-30 b, HAT-P-37 b, TrES-5 b, WASP-28 b, WASP-36 b, and WASP-39 b

G. Maciejewski, D. Dimitrov+15 more|arXiv (Cornell University)|Mar 10, 2016

Astronomical Observations and Instrumentation被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、ヨーロッパ、アジア、南アメリカの地上望遠鏡を用いて、6つの系外惑星（HAT-P-30 b、HAT-P-37 b、TrES-5 b、WASP-28 b、WASP-36 b、WASP-39 b）のための15件の高精度な食光曲線を新たに取得した。これらのデータを文献からの測定値と組み合わせることで、軌道の周期に関する不確実性を2〜7倍まで低減し、軌道の周期のエフェマリスを精緻化したが、食時刻の変動（TTV）の兆候は認められなかった。

ABSTRACT

We present new transit light curves for planets in six extrasolar planetary systems. They were acquired with 0.4-2.2 m telescopes located in west Asia, Europe, and South America. When combined with literature data, they allowed us to redetermine system parameters in a homogeneous way. Our results for individual systems are in agreement with values reported in previous studies. We refined transit ephemerides and reduced uncertainties of orbital periods by a factor between 2 and 7. No sign of any variations in transit times was detected for the planets studied.

研究の動機と目的

• 6つの系外惑星の高精度な食光曲線を取得し、システムパラメータの精度を向上させること。
• 特にHAT-P-30 bおよびHAT-P-37 bの観測後続が不足している現状に対処すること。
• 均一なデータモデリングを用いて、軌道エフェマリスを精緻化し、軌道周期の不確実性を低減すること。
• 重力的摂動や潮汐減衰の兆候を示す可能性がある食時刻変動（TTV）の有無を検証すること。

提案手法

• ヨーロッパ、アジア、南アメリカの観測所に設置された0.4〜2.2メートルの望遠鏡を用いて、新たな光度測定による食光曲線を取得した。
• 均一なシステムパラメータ再決定のため、既存の光度測定およびドップラー速度データ（文献より）と新規データを統合した。
• 標準的な系外惑星食曲線フィッティング手法（WASP-36 bでは第3光補正を含む）を用いて、食光曲線モデリングを実施した。
• 惑星半径、恒星半径、軌道傾き、中食時刻を同時に制約するための統合フィットを実施した。
• 個々のデータポイントの有意性を評価し、Petrucciら（2015）の4σの中食時刻を含む外れ値を除外した。
• Exoplanet Transit Databaseに登録されたアマチュア観測による追加の中食時刻を統合し、エフェマリスの精度を向上させた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 新規の高精度食光曲線は、6つの系外惑星の軌道周期測定精度を向上させることができるか？
• RQ2 これらの惑星の観測された中食時刻は、線形エフェマリスから逸脱しており、TTVの兆候を示しているか？
• RQ3 精緻化されたシステムパラメータは、特に先行観測がなかったシステムに関して、過去の研究とどのように異なるか？
• RQ4 Ricciら（2015）のUバンド光曲線のような問題のあるデータを含める・含めないことは、パラメータの不確実性にどのような影響を与えるか？
• RQ5 アマチュア観測による中食時刻の追加は、軌道エフェマリスの精度向上に寄与するか？

主な発見

• 本研究では、HAT-P-30 b、HAT-P-37 b、WASP-36 bの初回のフォローアップ観測を含め、15件の新しい食光曲線を提示した。
• 以前の測定値と比較して、軌道周期の不確実性が2〜7倍まで低減され、特にWASP-36 bでは2.6倍の改善が得られた。
• WASP-39 bの精緻化された軌道周期は $4.0552766 \times 10^{-6}$ 日で、不確実性は $0.0000035$ 日である。これはFaedi ら（2011）の結果と1.4σ以内で一致するが、Ricci ら（2015）の結果とは5.0σの差異を示している。
• 顕著な食時刻変動は検出されず、線形エフェマリスからの残差はすべてゼロと一貫しており、重力的摂動や潮汐減衰の兆候は認められなかった。
• Ricci ら（2015）のUバンド光曲線は、系統的歪みと機器由来のアーチファクトのため、最終的なフィットから除外された。これにより、$R_p/R_*$ および $a/R_*$ の不確実性が低減した。
• Exoplanet Transit Databaseに登録されたアマチュア観測による追加の6件の信頼できるデータポイントが、精緻化されたモデルと整合的であることを確認した。