視線速度精密測定による	  G型巨星の惑星サーベイ	  IV.	
n第3期プロジェクト観測（2012年後期）の実績と最新の成果
n第4期プロジェクト観測（2013年後期〜2016年前期）の概要

佐藤文衛1,	  原川紘季1,	  大宮正士1,	  	  泉浦秀行2,	  神戸栄治2,	  竹田洋一3,	  吉田道利4,	  3,	  井田茂1	  伊藤洋一5,	  安藤裕康3,	  小久保英一郎	  	  1東工大,	  2OAO,	  3NAO,	  4広島大,	  5兵庫県立大	

惑星をもつ恒星の質量	

我々のターゲット	  1.5-­‐5M¤	h0p://exoplanet.eu	中質量GK型巨星の視線速度サーベイ	
視線速度観測で見つかった惑星をもつ恒星の分布	

・中質量巨星（GK型巨星）は	  視線速度精密測定が可能	  ・トランジットで探すのは困難	
・中質量主系列星（早期型星）は	  視線速度測定精度が低い	  ・トランジット候補天体があっても	  視線速度の追観測ができない	  G型巨星惑星探索	
n 中質量星（1.5〜5M¤）周りの惑星探索	

– 早期型主系列星ではドップラー法による惑星検出は困難	
– 太陽型星に比べてサーベイが進んでいない	n 惑星形成の普遍性を探る	– 原始惑星系円盤をもつ若い中質量星（Herbig	  Ae/Be星）は多数見つかっている。最近は若い中質量星で惑星の直接検出もあり。	

n 惑星形成の中心星依存性を明らかにする	– 原始惑星系円盤の質量大à惑星頻度大？惑星質量大？	
– 中心星光度大à固体物質欠乏？惑星形成阻害？	
– 原始惑星系円盤の寿命短à惑星形成、移動のタイムスケール？	

n 中心星の進化と惑星系の進化	
– 潮汐力により惑星が中心星へ落下	
– 恒星進化の理解	理論的予測	n 巨大惑星頻度	

n 巨大惑星軌道分布	
円盤散逸前に惑星形成、移動？

スノーライン <10AU	
(光学的に厚いディスク)	
スノーライン >10AU	
(光学的に薄いディスク)	

★見つかっている惑星	

3	

中心星質量（M¤）	

巨大惑星頻度	Kennedy&Kenyon 20082.5	2	Currie 2009	

巨大惑
星できない	

惑星移動前に円盤散逸è移動阻害1.5	
1	0.5	0.1	中心星質量 (M¤)	

1	10 AU	（大質量星ほど円盤が早く散逸すると仮定）

n内側領域の惑星の分布は、円盤散逸と惑星形成・移動の時間尺度の兼ね合いによるnコア集積では＞10AUに巨大惑星できにくいこれまでの取り組み	Ø 一般観測（2001-­‐2003）	  – 中質量G型巨星における初の惑星発見	  Ø プロジェクト観測	  I.（2004-­‐2006）	  – 複数の惑星候補の発見	  – 軌道分布などが太陽型星周囲の惑星系とは異なる兆候	  – 東アジア（日中韓）協力によるサンプル増大	  Ø プロジェクト観測	  II.（2007-­‐2009）	  – 惑星候補の軌道決定、巨大惑星の統計的性質	  – 東アジア（日中韓）協力によるサンプル増大	  Ø プロジェクト観測	  III.（2010-­‐2012）	  – 惑星候補の軌道決定	  – 時間軸延長（>4AU）èスノーライン（~10AU）を目指す	  – 低質量（<2MJUP）惑星、複数惑星系探索	  – 東アジア（日中韓）協力によるサンプル増大	

東アジア協力を含め、これまでに約30個の惑星・褐色矮星を発見	  （現在知られている巨星を回る惑星の約半数）	

観測実績：2012年7月〜2012年12月	
天候の	内訳	

快晴	
14％	

使えるデータが	とれた日	

曇など	
41％	
観測不可能日	
使えないデータ	
しかとれなかった日	

晴、薄曇	
45％	

観測実施率、達成率	
2012年後期：実58％、達82％	
ほぼ満足のいく達成率	

割当夜数：合計34夜	
ほぼ希望通りに割り当てて頂いた	120	  （％）	100	  

達成率	80	  60	  40	  20	  実施率	0	  1	   2	   3	   4	   5	   6	   7	   8	   9	   10	  ※2013A期は、一般課題で12夜採択（実施率56％、達成率78％）	

発表された成果	
p査読論文（昨年のUM以降）	  ü A	  Double	  Planetary	  System	  around	  the	  Evolved	  Intermediate-­‐mass	  Star	  HD	  4732	  • Sato	  et	  al.	  2013,	  ApJ,	  762,	  9	  • AAT（豪）との共同研究。軌道安定性解析から惑星質量に制限。	  

ü Planetary	  Companions	  to	  Three	  Evolved	  Intermediate-­‐Mass	  Stars:	  HD	  2952,	  HD	  120084,	  and	  ω	  SerpenKs	  • Sato	  et	  al.	  2013,	  PASJ,	  in	  press	  • 比較的低質量（<2MJUP）の惑星（HD	  2952	  b,	  ω	  Ser	  b）と大離心率惑星（HD	  120084	  b,	  e=0.66）	

複数惑星系:	  HD4732	
p δ＝—25°のためOAOからは限られた時期しか観測できず è AATとの協力	
p HD4732cはこれまでに進化した中質量星周りで見つかった最も外側（4.6AU）の惑星	
p 軌道安定性解析から惑星質量（軌道傾斜角）に上限（下限） è mb,c<28MJUP	  (i>5°)	
Sato	  et	  al.	  2013,	  ApJ,	  762,	  9	黒：OAO	  シアン：AAT	b:	  msini=2.4MJ,	  P=360d	  c:	  msini=2.4MJ,	  P=2732d	  	大離心率惑星：HD120084	  b	e=0.66	

K1	  -­‐	  e	K1とeの不定性が大きいが（右上図）、	  99％の信頼度でm2sini<13MJUP	
長期トレンドの解析から、	  ~36AU（~90AU）以内に>13MJUP（>80MJUP）	  の伴星は存在せず	

HD120084b	

◎第4期プロジェクト観測へ向けて	最新の成果	低質量惑星	  候補	巨星は脈動によるRV変動	  のため低質量惑星（<2MJUP）	  を検出しにくい	

多数の密なデータ取得に	  よって巨星周りの低質量	  惑星領域を新たに開拓	  èより正確な巨大惑星	  頻度の導出	  K0	  III	

m2sini=1.8MJ	  a=1.2AU	  	G9	  III	

m2sini=1.3MJ	  a=1.1AU	  	面白い複数惑星系候補	
P=250	  d	  &	  280	  d	P=292	  d	  &	  298	  d	軌道間隔が狭い複数巨大惑星系（太陽型星では見つかっていない）	  è振幅の微妙な変化をとらえるため、密な観測を継続	
軌道安定性、形成・進化過程の解明が今後の課題	  短周期低質量惑星候補	

周期約30日以内に低質量惑星（~40ME-­‐2MJUP）が存在する可能性	  è集中的に探索	惑星質量vs.軌道長半径	
K1=40m/s@2M¤Completeness~100%	

R=10R¤

K1=10m/s@2M¤Completeness
~30%	

★	★	
● Planets● Candidates
from OAO survey	遠方惑星候補	

今後は時間に対して軌道長半径はあまり延びていかないので、	  データ取得頻度を減らしつつ継続して観測	興隆新分光器	
p RV測定精度向上è約7m/s	  p 効率改善è	  6等星に対し30分以内の	  露出でSN＞200	p 本格的な惑星探索が可能に	p 2013年から3~5年間、	  興隆2.16m鏡のKey	  Projectに採択（毎年40夜を確保）	

第4期プロジェクト観測申請：目的	Ø 低質量惑星	  – 5AU以内、~1-­‐2MJUPの惑星候補の確認、軌道決定	  – 5AU以内の巨大惑星の統計を確立	  Ø 複数惑星系	  – 軌道間隔が近いコンパクトな複数惑星系の確認、軌道決定	  – 軌道安定性、形成・進化過程	  Ø 短周期惑星	  – 短周期惑星候補の確認、軌道決定	  – 周期約30日以内、~40ME-­‐2MJUPの惑星頻度に初めて制限	  Ø 遠方惑星	  – ~5-­‐10AUにある巨大惑星、褐色矮星の頻度推定	  – 惑星形成の外側限界への示唆	  惑星の探索範囲（質量、周期）を拡大し、新たな発見を目指す	  観測対象と観測内容	
Ø 対象：合計300個（V<6.5）のGK型巨星	  – 2001年の研究開始以降、岡山で観測したことのある天体	  • 中国・興隆、すばるサンプルだったものも含む	  – 観測期間6年以上	  • 遠方惑星探索に適	  – 単独星、かつ活動性（CaIIHK線強度から推定）が低い	  • 低質量惑星探索に適	  – 上記条件を満たすものから300個を再構成	  Ø 内容：ヨードセルを用いた視線速度精密測定	  – これまでのデータとの連続性を担保しつつ、データ点数を稼ぐため、HIDES-­‐SlitとHIDES-­‐Fiberを併用	  観測計画と必要夜数	Ø 低質量惑星及び複数惑星系の軌道決定・・・年間50夜（採択）	  – 計約50天体に対し、今後それぞれ数十点のデータが必要	  – 各天体毎回3点以上、1~2ヶ月おきに年間計20点以上	  Ø 短周期惑星の集中探索・・・年間30夜＝＞個別課題で再挑戦	  – HIDESの高い測定精度とプロジェクト観測のまとまった時間を生かした、他ではやられていない新しい試み	  – 手始めに10天体について30日程度以内の惑星を集中探索	  – 各天体30日間（半期15日間ずつ）で60点以上のデータを取得	  – まずは1年目に試験的に行い、その結果をもとに2年目以降の扱いを（プロジェクトとは別途行うことも含め）検討	  Ø 遠方惑星の探索・・・年間15夜＝＞個別課題へ？	  
– 全天体に対し、今後3年間で各天体1回程度	  – 2年目以降に開始	  実施体制	
Ø 全体統括・・・佐藤	  Ø 観測、データ整約・・・大宮、原川、佐藤、他	  Ø 視線速度解析・・・佐藤他	  Ø 化学組成解析（必要に応じて）・・・竹田他	  Ø 理論などサイエンス・・・安藤、小久保、井田、伊藤、吉田	  Ø 発表、論文化・・・佐藤他、東工大メンバーが中心	  Ø 観測機器の整備、改良・・・泉浦他、岡山メンバーが中心	

実働部隊には学生（主に東工大院生）の取り込みが不可欠	  引き続き新たなマンパワーの獲得を目指す