Kepler-1625 b/ Exomoon Kepler-1625 b I

Imaginary picture of Kepler-1625 and its exoplanet (Yui Nagato)

Imaginary picture of Kepler-1625 b

Kepler-1625 b は、太陽系から 7587.4 光年( パーセク)離れた恒星Kepler-1625 を周回する系外惑星で 2016 年に公開されました。恒星 Kepler-1625 は視等級 14.4, 絶対等級 2.5 です。この恒星は太陽の 1.0 倍の質量で、 半径は太陽の1.8 倍であり 表面温度は 5586 で、スペクトル型は G5です。この恒星の惑星系で Kepler-1625 b は、恒星 Kepler-1625 のまわりを 公転周期287.4 日で、 軌道長半径 0.84 天文単位 ( 125774415.6 km)で公転しています。

Kepler-1625 bはNASAのKepler宇宙望遠鏡が発見した2,662個の太陽系外惑星の内の1つで、地球から8000光年離れたKepler-1625を周回する木星サイズの巨大ガス惑星です。ガス惑星であることからこの惑星はハビタブルな惑星ではありませんが、ハビタブルゾーン周辺に位置しています。

Credits: ExoKyoto(http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/Kepler-1625_bJP.html)

Kepler宇宙望遠鏡のトランジットのデータが詳細に解析されたところ、2018年にKepler-1625 bが通過した直後に別の微弱なトランジットのシグナルが見つかり、Hubble宇宙望遠鏡でも追跡研究が行われ、このシグナルはKepler-1625 bを周回する月である可能性が示され、太陽系外惑星の月（Exomoon）候補として、Kepler-1625 b Iと名付けられています。ただ、Kepler-1625 b Iのトランジットのシグナルは微弱であるため、追跡研究において実験上のノイズの可能性も指摘されており、確定はされていません。今後、James Webb宇宙望遠鏡による詳細な観察により、初の太陽系外衛星の確定が期待されています。

Kepler-1625 b Iが存在する場合は、海王星サイズのガス衛星だと考えられています。ガス衛星ですので、この衛星もハビタブルな環境は期待できませんが、シミュレーションを用いたKepler-1625 b やKepler-1625 b Iに関する研究も進められており、月であるKepler-1625 b Iにさらに、地球サイズの月が存在する可能性も示されています。その月は岩石衛星であり、ハビタブルゾーン付近に存在するハビタブルな月である可能性があり、地球外生命体の存在も期待されます。

Credits: NASA
(https://exoplanets.nasa.gov/news/1525/new-moon-astronomers-find-first-evidence-of-a-possible-moon-outside-our-solar-system/)

Exomoon候補であるKepler-1625 b Iについてはまだ未確定で、その月となるとさらにシミュレーションの域を超えませんが、私たちが住む太陽系を考えてみると、水星と金星以外は月を有しているので、惑星にとって月はありふれた存在だと言えると思います。James Webb宇宙望遠鏡による更なる観察によって、初の太陽系外衛星が確定されることを期待しています。

Kepler-1625とその惑星、衛星、衛星の周りを公転する星の想像図(Yui Nagato)

Kepler-1625 bの衛星の周りを公転する星の地上から見た想像図(Yui Nagato)

（文責：小塚）

＜参考＞

http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/Kepler-1625_bJP.html

https://exoplanets.nasa.gov/news/1525/new-moon-astronomers-find-first-evidence-of-a-possible-moon-outside-our-solar-system/

https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/510/2/2583/6498286?redirectedFrom=fulltext

https://arxiv.org/pdf/1810.02712.pdf

Kepler-1625 bの詳細な情報はこちら

http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/Kepler-1625_bJP.html

HD 110067系

Imaginary Picture of Exoplanets of HD 110067 (Yuna Watanabe)

Imaginary Picture of HD 110067

この星は HD 110067 です。 恒星 HD 110067 は太陽系から 105.1 光年 (32.2 パーセク) 離れています。恒星 HD 110067 は視等級 8.4, 絶対等級 5.9 です。また太陽の 0.8 倍の質量と、 0.8 倍の半径です。 表面温度は 5266ケルビンで、スペクトル型はK0V　です。

HD110067は、太陽の8割弱の質量と半径を持つ恒星で、地球からかみのけ座の方向に約100光年離れた位置にある8等級のK型主系列星である。K型主系列星とは、恒星の分類法の一つであるスペクトル型がＫ、光度階級がＶの、核で水素の核融合反応を起こしている主系列星であり、橙色惑星とも呼ばれている。

Wikipediaより引用

2023年に、周囲を6個の太陽系外惑星が公転していることがトランジット法による観測から確認された。トランジット法とは、周囲を公転する惑星が周期的に主星の手前を通過することにより生じる、主星の明るさの周期的な光度変化から惑星を発見する観測方法である。HD11067は、トランジットを起こす惑星を4個以上持つことが知られている恒星としては最も明るい。また、定かではないが、形成から約81億年が経過しているとされ、金属量は太陽の63％となっている。さらに、HD 110067 はヘンリー・ドレイパーカタログにおける名称であるが、この恒星は太陽系外惑星探索衛星であるTESSの観測により、周囲を公転する惑星候補が検出されていたため、TESS object of interest (TOI) におけるカタログ番号として TOI-1835 という名称も付与されている。

宇宙望遠鏡と地上望遠鏡による世界的な連携観測によって、太陽系から約100光年離れた恒星HD 110067の周りで6つのトランジット惑星を発見した。またこの6つの惑星は、全ての隣り合う惑星同士の公転周期が簡単な整数比で表される尽数関係にある。

HD110067の内側を公転する惑星は、TOI-1835.03(のちにHD110067b)、TOI-1835.04(のちにHD110067c)と呼ばれている。また、ESAによって約20.52日の周期で公転するHD110067dが発見され、その後、HD 110067 d の公転周期と2：3の尽数関係にある公転周期が約30.79日の HD 110067 e が存在していることが見出された。その後、公転周期が約41.06日の HD 110067 f、約54.77日の HD 110067 g の存在が確かめられた。HD 110067 e と HD 110067 f、そして HD 110067 f と HD 110067 g はいずれも公転周期の比が3：4の尽数関係にあり、6個の惑星全体の公転周期の比を見ると、9：12：16：24：36：54の尽数関係にあるということになる。

この惑星系は、惑星がどのように形成したかを考える上で貴重な惑星系となるほか、それぞれの惑星大気の観測が行われれば、惑星の大気獲得過程や恒星からの光が惑星大気の散逸や化学進化に与える影響の理解につながると期待される。

発見された6つの惑星の位置を一定の時間間隔で繋いだ線が作る幾何学模様
クレジット：Thibaut Roger/NCCR PlanetS、CC BY-NC-SA 4.0

HD110067系の想像図の全貌（Yuna Watanabe）

【参考文献】

東京大学、「共鳴し合う6つ子の惑星を発見――全ての隣り合う惑星の公転周期が尽数関係を持つ惑星系HD 110067―」：
https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/z0109_00101.html

Wikipedia「HD 110067」：https://ja.wikipedia.org/wiki/HD_110067

Sorae, 「「HD 110067」に共鳴し合う6つの惑星を発見　惑星科学における重要な “化石”」：
https://sorae.info/astronomy/20231210-hd110067.html

Yahoo News, 「6つの惑星が「軌道共鳴」状態にある恒星系、100光年先で新たに発見」：https://news.yahoo.co.jp/articles/60006f29da1de5f15dac66c2d4cf5956624aebf9

（文責：新原）

HD 110067系の詳細な情報はこちら

http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/HD_110067JP.html

TOI-174系

Imaginary Illustration of TOI-174 b

Imaginary Illustration of TOI-174

TOI-174は、地球から127光年離れた恒星です。このTOI-174には5つの系外惑星があり、スーパーアース、スーパーマーキュリーである可能性が高いです。

トランジット系外惑星探索衛星（TESS）(NASAのエクスプローラー計画で打ち上げられた宇宙望遠。ケプラー宇宙望遠鏡の400倍の面積を、トランジット法を用いて観測することで太陽系外惑星を探索することをミッションとする。2018年打ち上げ)によるトランジット法を用いた観測によって「TOI-174.01」「TOI-174.02」の2つの惑星候補が存在する可能性が示されました。

その後、2019年に、高精度視線速度系外惑星探査装置（HARPS）(ヨーロッパ南天天文台 (ESO) が2003年から運用している太陽系外惑星の観測装置)によるドップラー分光法を用いたフォローアップ観測でTOI-174.01とTOI-174.02の2つの惑星候補の存在が確認され、それぞれ「TOI-174 b」「TOI-174 c」とし名づけられました。

公転周期はそれぞれ約17.7日、約29.8日で、これらの惑星のトランジットの深さはそれぞれ663±48 ppm、627±61 ppmです。

これらの惑星が確認された後、2019年に「TOI-174.03」「TOI-174.04」「TOI-174.05」が存在する可能性が示されました。

2022年9月27日、ESPRESSO（ヨーロッパ南天天文台のVLTに搭載されたエシェル分光器)によるドップラー分光法を用いたフォローアップ観測でこれら「TOI-174.03」「TOI-174.04」「TOI-174.05」3つの惑星の存在が確認されました。公転周期が短いものからTOI-174.04が「TOI-174 d」、TOI-174.05が「TOI-174 e」、TOI-174.03が「TOI-174 f」と名付けられました。

また、研究によりbとcとfは地球の数倍～10倍程度の質量を持つ地球型惑星「スーパーアース」であるとされました。さらに、ｄとeは、太陽系の水星に似た組成をしており、水星より大きな質量をもっている「スーパーマーキュリー」である可能性が高いことが示されました。

TOI-174系の発見年とそのプロジェクトのまとめ

TOI-174系の基本情報

参考文献

NASA, EXOPLANET CATALOG HD 23472b from https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/7338/hd-23472-b/

IAC, Astronomers discover a planetary system with three super-Earths and two super-Mercuries, from https://www.iac.es/en/outreach/news/astronomers-discover-planetary-system-three-super-earths-and-two-super-mercuries

Ia, Two rare super-mercuries discovered around the same star from https://divulgacao.iastro.pt/en/2022/09/27/hd23472-eng/

Weblio, TOI-174, from https://www.weblio.jp/wkpja/content/TOI-174_TOI-174%E3%81%AE%E6%A6%82%E8%A6%81

（文責：新原）

TOI-174系の詳細な情報についてはこちら（恒星の詳細なページからも各惑星の詳細なページに移行できます。）

http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/TOI-174JP.html

K2-141 b

K2-141 b は、太陽系から 202.2 光年( パーセク)離れた恒星K2-141 を周回する系外惑星で 2018 年に公開されました.恒星 K2-141 は視等級 11.5, 絶対等級 7.5 です。この恒星は太陽の 0.7 倍の質量で、 半径は太陽の0.7 倍であり 表面温度は 4599 で、スペクトル型は K4です。この恒星の惑星系で K2-141 b は、恒星 K2-141 のまわりを 公転周期0.3 日で、 軌道長半径 0.01 天文単位 ( 1117678.6 km)で公転しています。

K2-141 bは、地球の約1.5倍の直径と地球の約5倍の質量をもつSuper Earthサイズの系外惑星です。主星であるK2-141は、半径、質量ともに太陽の約0.7倍であり、地球から約202光年離れた場所にあります。公転周期は約0.28日で、軌道長半径約0.01天文単位で公転しています。主星K2-141のハビタブルゾーンの内側境界(金星相当放射を受ける軌道半径)は0.312天文単位であり、 K2-141 bはハビタブルゾーンのかなり内側を公転していると言えます。

マギル大学らによる研究グループによると、K2-141 bは自転と公転の周期が同期した潮汐ロックの状態にあると見られています。そのため、主星から常に照らされている昼側の温度は摂氏3000度、反対の夜側の温度は摂氏マイナス200度に至ると見られており、表面には深さ約100kmのマグマオーシャンが広がっていると推定されています。

この惑星の昼側の部分では、岩石が蒸発するのに十分なほど高温なため、ナトリウム、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素といった岩石を構成する物質が蒸発して大気を構成していると考えられています。同研究グループによるシミュレーションの結果、これらの物質は風によって夜側に運ばれ、冷やされて凝縮し、岩石の雨となって地上のマグマの海に降り注ぐことで岩石の循環が生じていることが予測されました。しかし、この岩石のこの岩石の循環の速度は非常に遅く、時間の経過によって惑星の組成は変化するため、いずれは全く異なる大気や表面を形成するもしれません。このシミュレーションの結果は、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によって確認されることが期待されており、高温の惑星における岩石の組成の時間変化を知るための大きな手がかりになるかもしれません。

（文責：可児）

K2-141 bについての詳細な情報はこちら

http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/K2-141_bJP.html

LP 791-18 d

LP 791-18 d は、太陽系から 86.4 光年( パーセク)離れた恒星LP 791-18 を周回する系外惑星で 2023 年に公開されました。恒星 LP 791-18 は視等級 16.9, 絶対等級 14.8 です。この恒星は太陽の 0.1 倍の質量で、 半径は太陽の0.2 倍であり 表面温度は 2960 で、スペクトル型は M6Vです。

地球とほぼ同じサイズ感の惑星。しかも火山活動と大気がある可能性あり！？

地球サイズの系外惑星LP 791-18 dは、太陽系からおよそ90光年離れたコップ座の方向にある、赤色矮星LP 791-18の惑星である。この恒星系にはこれまで、惑星bとcが見つかっている。 新たな惑星dは、惑星bとcの間の軌道に位置しており、恒星の周りを公転周期2.75日で公転している。半径はおよそ1.03地球半径と推定され、半径は地球ととてもよく似ている。また惑星dの質量は地球と同程度である。惑星bは地球の約1.2倍の半径で公転周期は約0.94日、惑星cは地球の約2.5倍の半径で質量が地球の9倍程度、公転周期は約4.99日の惑星である。

惑星dはハビタブルゾーン（生命居住可能領域）の内側境界付近にあり、大気を保持する可能性があるため、生命誕生の起源を探る研究にとって、興味深い惑星として注目されている。この惑星は、外側の隣接する軌道を公転する、大きくて重い惑星cからの引力を受けて公転軌道が、わずかに楕円形になっている。この楕円形の軌道を公転する中で、惑星dには恒星からの潮汐力が働き、わずかに変形する。そのことにより、太陽系で最も活発な火山活動を示す、木星の衛星イオの加熱メカニズムと同じように、惑星内部の摩擦を生み、惑星を加熱し、惑星表面で活発な火山活動を起こしている可能性がある。今後の惑星大気の観測によって、地殻活動が惑星大気に、どのような影響を及ぼすかについて、重要な発見をもたらす可能性がある。

惑星dは、地球の月と同じように、潮汐力により自転周期と公転周期が一致しており、常に恒星LP 791-18に同じ面を向けているため、昼側は300–400 Kと高温で、水は蒸発してしまっている可能性が高い。ただし一方、夜側は十分に冷えていると考えられるので、火山活動が起こっていれば、惑星dに大気が存在し、夜側の面では大気中で水蒸気が凝集し、液体の水が存在している可能性がある。

また、惑星dの活発な火山活動は、本来惑星の地殻内部に閉じ込められてしまうはずの物質を、大気中に送り込む役割を果たしている可能性がある。そういった物質の中には、生命にとって重要である炭素なども含まれる。この惑星の大気組成の検出が実現できれば、惑星の地殻活動が惑星大気に及ぼす影響を、深く調べることが可能になるであろう。これは生命の起源の研究につながる可能性があり、「アストロバイオロジー（宇宙生物学）」の観点からも重要である。

本研究成果は、2023年5月17日（英国夏時間）に英国科学誌「Nature」に掲載された。東京大学大学院総合文化研究科の成田憲保教授（自然科学研究機構アストロバイオロジーセンター客員教授）、福井暁彦特任助教、森万由子特任研究員らが参加する国際研究チームにより、アメリカ航空宇宙局 (NASA) のトランジット惑星探索衛星TESS（Transiting Exoplanet Survey Satellite）、NASAのスピッツァー宇宙望遠鏡、及び東京大学とアストロバイオロジーセンターの研究者が開発した、多色同時撮像カメラMuSCAT、MuSCAT2を含めた多数の地上望遠鏡等が連携した観測により、発見された。

〈参照〉論文情報

・東京大学 大学院総合文化研究科・教養学部：火山活動の可能性がある地球サイズの惑星を発見 ー 潮汐力により加熱された系外惑星 LP 791-18d

・Spitzer Space Telescope：NASA’s Spitzer, TESS Find Potentially Volcano-Covered Earth-Size World

・NASA JPL

・IAC：Astronomers find Earth-sized world potentially covered in volcanoes

・Nature：A temperate Earth-sized planet with tidal heating transiting an M6 star 論文: 2023年5月17日

（文責：日置）

LP 791-18 dの詳細な情報はこちら

http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/LP_791-18_dJP.html

HD 104985 b

HD 104985 b は、太陽系から 316.7 光年( パーセク)離れた恒星HD 104985 を周回する系外惑星で 2003 年に公開されました.恒星 HD 104985 は視等級 5.8, 絶対等級 0.9 です.この恒星は太陽の 1.6 倍の質量で、 半径は太陽の10.9 倍であり 表面温度は 4786 で、スペクトル型は G9 IIIです。この恒星の惑星系で HD 104985 b は、恒星 HD 104985 のまわりを 公転周期199.5 日で、 軌道長半径 0.95 天文単位 ( 142117977.2 km)で公転しています。

【HD 104985 b概要】

HD 104985は、きりん座の6等星（視等級）で地球から約317光年離れた場所にあります。この恒星から1天文単位より少し内側に公転軌道を持つ惑星がHD 104985 bです。HD 104985 bの半径は木星とほぼ同じで、質量は木星の8.3倍です。太陽系で例えると金星と地球の軌道の間にある木星サイズの惑星がHD 104985 bであり、地球とほぼ同じ距離を回っていますが、中心星が非常に巨大なため灼熱環境であると考えられます。

【日本で初めて検出された系外惑星　〜世界に示した独自性〜】

HD 104985 bは、岡山天体物理観測所の所有する188 cm反射望遠鏡で視線速度法により検出され、2003年に国立天文台に所属していた佐藤文衛氏（現東京工業大学）らによって発表されました。これは日本で初めての系外惑星の検出で、国内外で大きな注目を集めました。1995年に系外惑星が世界で初めて観測されて以来、熾烈な“プラネットハンティング競争”が世界中で行われていましたが、そこに日本も名乗りを上げることとなりました。

それまでの観測では太陽に似た星をターゲットにしていましたが、佐藤氏らは巨星という、進化が進み大きく膨れ上がった星の周りで惑星探査をはじめました。実際にHD 104985の半径は太陽の10.6倍で、佐藤氏らが観測候補として挙げていた巨星の中の1つでした。その後2年間の粘り強い観測の結果、見事巨星周りでも系外惑星が存在することを証明し系外惑星探査における日本の独自性をアピールしました。

【岡山天体物理観測所188 cm反射望遠鏡　〜半世紀に渡って日本の天文観測を支えた望遠鏡〜】

国立天文台のプロジェクトの一つである岡山天体物理観測所は、1962年に岡山県浅口市で観測を開始しました。プロジェクトとしての運用を終える2018年まで、約56年間に渡って優れた光赤外線天文観測所として多くの研究者に利用されてきました。この観測所で最も大きい望遠鏡が188 cm反射望遠鏡であり、数多くの重要な発見に貢献しています。特に系外惑星の発見は著しく、他の望遠鏡との共同観測も含めると現在までに58個の新たな系外惑星の発見に貢献しています。

（188cm望遠鏡の概要・功績の詳細はこちらを参照ください）

188cm反射望遠鏡（https://www.nao.ac.jp/research/telescope/188cm.html）

プロジェクト終了後、岡山天体物理観測所の望遠鏡は運用に携わっていた各大学の研究者に専用望遠鏡として引き継がれました。現在は、ドームの故障により188 cm反射望遠鏡は運用を停止しています。復旧作業が終わり、もう一度188 cm反射望遠鏡の活躍する姿が見られることを期待していましょう。

【京都大学岡山天文台せいめい望遠鏡　〜東アジア最大級の望遠鏡〜　】

188 cm望遠鏡のあとを継ぐように2019年に新たに岡山で運用が開始された望遠鏡があります。それが京都大学の所有するせいめい望遠鏡です。これは主鏡に口径3.8メートルの18枚複合鏡を持つ東アジア最大の望遠鏡です。（“最大”または“最大級”のどちらであるかについては諸説あり。詳細はこちらを参照ください。）

せいめい望遠鏡（筆者撮影）

この「せいめい望遠鏡」という名前は、平安時代の陰陽師 安倍晴明に由来しています。全国で天体観測を行っていた安倍晴明は、現在の岡山天文台から北西にある阿部山の山頂付近に天体観測のための住居を構えていたとされています。そんな岡山にゆかりを持つ天文研究の大先輩である安倍晴明にちなんで「せいめい望遠鏡」と名付けられたのです。

せいめい望遠鏡でも系外惑星の探査・観測は行われており、2023年度後期からは新しくGAOES-RVという高分散分光器が運用を開始します。高分散分光器とは、望遠鏡の集めた光を波長ごとに分けて検出する装置で、視線速度法を用いた系外惑星の観測には欠かすことができません。今までの高分散分光器に比べて性能が向上し、GAOES-RVはより暗い星での系外惑星観測ができるようになると言われています。

（GAOES-RVの詳細はこちらを参照ください。）

日本初の系外惑星の検出から最新の観測装置まで、系外惑星探査の軌跡を辿ってきました。系外惑星の魅力は語り尽くせませんが、それらを発見している望遠鏡や観測装置にもまた違った魅力があります。みなさんが少しでも興味を持たれたならば、夜空に浮かぶ満点の星空だけではなく、地上に構える“大きな目”にも注目してみてはいかがでしょうか。

（文責：渡邊新）

HD 104985 bの詳細な情報はこちら

http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/HD_104985_bJP.html