MuSCATによる	  TESSトランジット惑星候補の観測	

成田憲保	  (東大/ABC/NAOJ)	  	これからの全天トランジットサーベイ	K2 (2014-2018): 黄道面
TESS (2018-2020): ~80% of sky
PLATO (2024-2030): ~25% of sky	
PLATO Assessment Study Report

pagFigure 5.4: Schematic comparison of observing approaches. Blue squares: CoRoT target fields in the galactic cand anti-centre direction. Upper left corner (yellow): the Kepler target field. Large squares: size of the PLATO fi
combination of short and long (darker) duration pointings is able to cover a very large part of the sky. Note thfinal locations of long and step-and-stare fields will be defined after mission selection and are drawn her
illustration only.

TESSの概要	
• TESSはKeplerの後継機として2017年12月に打ち上げ予定の系外惑星探査衛星(惑星発見型計画)	  • 黄道面以外の全天を掃天	  	  	  	  	  	  観測し約500,000個の星の	  	  	  	  	  	  光度変化をモニターする	  • 視野24o	  x	  24oのカメラ4台で	  	  	  	  	  	  当初2年間の観測	  • 予算次第で観測を継続	  • 太陽系に近い恒星のまわりで多数のトランジット惑星を発見、詳細なフォローアップターゲットを提供	  TESSの観測する場所	
24°$
eclip&c'
pole'

96°$

eclip&c'la&tude'6°'

Ricker	  et	  al.	  2015	

igure 7. Left.—The instantaneous combined field of view of the four TESS cameras. Middle.—Division of the celestialphere into 26 observation sectors (13 per hemisphere). Right.—Duration of observations on the celestial sphere, taking
nto account the overlap between sectors. The dashed black circle enclosing the ecliptic pole shows the region which JWST
ill be able to observe at any time.

空の24度	  x	  96度の領域を１度に観測	  2年間かけてほぼ全天のトランジット惑星を探す	

ownlink using NASA’s Deep Space Network. In addition, momentum unloading is occasionally needed due toTESSの惑星発見数の見積り (Sullivan+2015)	
• 2	  地球半径以下の”地球型惑星”を約300個	  – そのうち~165個がM型星まわり	  – さらに~100個は	  I<10	  の明るい主星を持つ	  – 約20個は生命居住可能領域の周辺にある	  • 2-­‐4地球半径の”スーパーアース/ミニネプチューン”を約650個	  – スーパーアースとミニネプチューンの境界付近	  – 惑星科学の重要なターゲット	  トランジット惑星と偽検出	
食連星はトランジットと似たような減光を起こす	

transiPng	  planet	grazing	  eclipsing	  binary	background/hierarchical	  eclipsing	  binary	

惑星の発見確認方法	
多色トランジット測光でトランジットの深さの波長依存性を見る	
AO撮像で背景星のコンタミとその程度を調べる	
恒星のパラメータを決定し、視線速度で質量を決める	

TESS時代のMuSCATの役割	
• 大量に発見される惑星候補の中から本物の惑星を選び出す
惑星発見確認のサイエンス	  – 特にM型星まわりの低質量惑星に注目している	  – 観測期間が短いTESSの惑星の公転周期とトランジット予報の精度向上も重要	  • 3.8m望遠鏡に高分散分光器が搭載された場合、分光・測光同時観測による連携	  • カナリア諸島1.5m望遠鏡に開発中のMuSCAT2との連携観測	  TESSで見つかる惑星の予想(Sullivan+2015)	
• シミュレーションに使ったモデル	  – stellar	  populaPon：	  TRILEGAL	  (Girardi+2005),	  Dartmouth	  (Do\er+2008)	  – 連星率： Duchêne	  &	  Kraus	  (2013)	  – 惑星存在頻度： Kepler	  (Fressin+2013,	  Dressing	  &	  Charbonneau	  2015)	  – ターゲット200,000	  星に対する100回のモンテカルロシミュレーション	  • シミュレーションに基づいたTESSの惑星発見リスト	  – 1984個の惑星系	  (Table	  6	  in	  Sullivan	  et	  al.	  2015)	  – 星の座標、等級、有効温度、半径、距離など	  – 惑星の周期、半径、地球に対する入射フラックス比など	  – これをもとに岡山から観測可能なTESSの惑星候補を調べた	  岡山から観測できる惑星の個数見積り	
• 岡山からある程度の高度(およそ40度以上)で観測できること	  – -­‐15°	  <	  Dec.	  <	  +85°	  →	  1096個	  • 1日に平均10±10個のトランジットがある	  – 時期を選べば毎日ターゲットがある	  Ø 装置交換の頻度は減らせる	  3.8m望遠鏡との連携の可能性	
• 3.8m望遠鏡の可視高分散分光器が2019年までにできた場合	  – 3.8m望遠鏡の分光で惑星の発見確認ができる個数を推定	  1. 惑星候補の主星のパラメータを決定できること	  – Cf.	  装置の効率はV=13,	  1時間積分でSNR=50	  (野上さんより)	  – V	  <	  12	  2. 惑星候補の主星の視線速度を測定(制限)できること	  – V	  <	  10	  (15分積分でSNR=100程度),	  Teﬀ	  <	  6200	  K	  3. Doppler	  tomographyによる惑星の発見確認ができること	  – V	  <	  8,	  Teﬀ	  >	  7000K	

考えられるTESS/MuSCAT/3.8m望遠鏡の連携	
1. 惑星候補の主星の恒星パラメータの決定	  –V	  <	  12:	  ターゲット数 約400個	  –より暗い場合(12	  <	  V	  <	  15)はすばるなどで	  2. 惑星発見確認のための視線速度の制限	  –V	  <	  10,	  Teﬀ	  <	  6200	  K:	  ターゲット数 約90個	  –より高精度な惑星質量の決定はすばるなどで	  3. AB型星まわりの短周期惑星の発見確認	  –V	  <	  8,	  Teﬀ	  >	  7000	  K:	  ターゲット数 約10個	  •特に面白そうなものをMuSCATと3.8m望遠鏡で発見確認？	  

•特に明るいものは188cmのHIDES&MuSCATで発見確認？	  その場合に必要なこと	
•

V=10より明るいような星は現在のMuSCATの視野(6.1分角、ローテータを使っても対角線で8.5分)では良い参照星があまり入らない	  •現在のMuSCATは予算不足で1k	  CCDカメラを使っているが、そのまま2k	  CCDカメラに交換して12.7分角にアップグレードすることができる	  •–12.7分角になると2m級望遠鏡の多色撮像カメラではおそらく世界最大視野	  –12.7分角あればほぼ確実に同等以上の明るさの参照星が入る	  –必要予算は~2500万円	  CCDのアップグレードが無理な場合、できるターゲットやM型星まわりの惑星候補などを観測	  まとめ	• TESSで発見される惑星候補は岡山から観測できるものも1000個程度ある	  – 3.8m望遠鏡&188cm望遠鏡でも100個くらい発見確認できる	  • 時期を選んでMuSCATを搭載できれば、期間中毎日トランジットがあり、装置交換を頻繁に行う必要はない	  • すばる望遠鏡や3.8m望遠鏡、時差9時間のカナリア諸島に設置するMuSCAT2との連携が考えられ、成果も見込める	  	  • 2018年度以降も利用したい