[論文レビュー] The multiplicity of exoplanet host stars - Spectroscopic confirmation of the companions GJ3021B and HD27442B, one new planet host triple-star system, and global statistics

M. Mugrauer, R. Neuhäuser+1 more|ArXiv.org|Mar 30, 2007

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 68被引用数 38

ひとこと要約

本研究では、2つの系外惑星を公転する恒星の伴星（GJ3021B：M3–M5型矮星、HD27442B：若く高温の白色矮星）を確認し、新たな三重星系が惑星を有することを特定した。質量が大きな惑星（4 M_Jup）は単一星系よりも複数星系でより頻繁に見られることを明らかにした。これは、特に2–6 M_Jupの範囲で、星の多重性が惑星形成効率に影響を与える可能性を示唆している。

ABSTRACT

We present new results from our ongoing multiplicity study of exoplanet host stars and present a list of 29 confirmed planet host multiple-star systems. Furthermore, we discuss the properties of these stellar systems and compare the properties of exoplanets detected in these systems with those of planets orbiting single stars.

研究の動機と目的

• 直接撮像法を用いて、系外惑星を公転する恒星の広い距離の共動伴星をESOおよびUKIRT望遠鏡で検出する。
• ISAACおよびFORSを用いた赤外HおよびKバンドのスペクトロスコピーを取得し、伴星のスペクトル型および物理的性質を特定する。
• 複数エポックのSofI撮像を実施し、HD27442 Bの共動性を確認するとともに、その光度的性質を精緻化する。
• バルマー、パッショーン、ブラケット系列の吸収ラインの検出により、光学および赤外スペクトロスコピーを用いてHD27442 Bが白色矮星であることを確認する。
• 補間および平滑化技術を用いて、単一星系および複数星系における惑星のmsin(i)の累積および導出質量分布関数を構築する。
• コルモゴロフ＝スミルノフ（K-S）二標本検定およびボックス幅を用いた隣接平均化を適用し、単一星系と複数星系における惑星質量分布の統計的差を評価する。

提案手法

• ESOおよびUKIRT望遠鏡を用いて、系外惑星を公転する恒星の広い距離の共動伴星を検出する直接撮像を実施した。
• ISAACおよびFORSを用いて赤外HおよびKバンドのスペクトロスコピーを取得し、伴星のスペクトル型および物理的性質を特定した。
• 複数エポックのSofI撮像を実施し、HD27442 Bの共動性を確認するとともに、その光度的性質を精緻化した。
• 光学および赤外スペクトロスコピーを用いて、バルマー、パッショーン、ブラケット系列の吸収ラインの検出により、HD27442 Bが白色矮星であることを確認した。
• 補間および平滑化技術を用いて、単一星系および複数星系における惑星のmsin(i)の累積および導出質量分布関数を構築した。
• コルモゴロフ＝スミルノフ（K-S）二標本検定およびボックス幅を用いた隣接平均化を適用し、単一星系と複数星系における惑星質量分布の統計的差を評価した。

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広い距離の共動伴星GJ3021BおよびHD27442Bは、それらの主星と物理的に関連しているか？
• RQ2 伴星HD27442 Bの物理的性質（スペクトル型、温度、年齢）は何か？また、白色矮星であるか？
• RQ3 単一星系と複数星系における系外惑星の軌道および質量分布はどのように異なるか？
• RQ4 複数星系と単一星系において、中程度質量の惑星（2–6 M_Jup）の頻度に統計的に有意な差があるか？
• RQ5 星の多重性が、ディスクの動的変化や物質吸着プロセスを変化させることで、質量の大きな惑星の形成を促進するか？

主な発見

• 赤外スペクトロスコピーおよび光度測定に基づき、GJ3021Bは主星と同距離に位置する共動M3–M5V型矮星伴星として確認された。
• 光学および赤外スペクトロスコピーによりバルマー、パッショーン、ブラケット系列の吸収ラインが検出されたことから、HD27442 Bは有効温度約14,400 K、冷却年齢約220 Myrの若く高温の白色矮星であると確認された。
• HD27442 AB系は、すでに巨星に近い主星と白色矮星伴星を有する、既知で最も進化した惑星を有する恒星系である。
• HD40979 AB系は、新たな三重星系であり、130 AUの距離で分解された近接二重星を有する広い伴星を有する惑星を有する。
• 複数星系における惑星の質量分布は約4 M_Jupに二次ピークを示す一方、単一星系は約1 M_Jupにピークを示し、それ以上に単調に減少する。
• K-S検定の結果、単一星系と複数星系の質量分布関数が同一である確率は19%であり、最大の差は約3 M_Jupで観測された。これは、中程度質量惑星の頻度に有意な差があることを示唆している。