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| 仮符号・別名 = TOI 561 |
| 仮符号・別名 = TOI 561 |
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| 星座 = [[ろくぶんぎ座]]<ref name="AstroArts"/> |
| 星座 = [[ろくぶんぎ座]]<ref name="AstroArts">{{cite web|url=https://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/11800_toi561|title=天の川銀河を違った視点から見ていた岩石惑星|website=AstroArts|accessdate=2021-01-15}}</ref> |
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| 視直径 = |
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| 変光星型 = |
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| 色 = 恒星 |
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{{天体 位置 |
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| 色 = 恒星 |
| 色 = 恒星 |
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| 元期 = J2000<ref name="simbad">{{cite web|url=http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=TYC%20243-1528-1|title=TYC 243-1528-1|website=Simbad|accessdate=2021-01-18}}</ref> |
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| 視線速度 = |
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| 色 = 恒星 |
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| 可視光明度 = |
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| 全波長明度 = |
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| 色指数_JH = |
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| 色 = 恒星 |
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| 別名称 = TIC 377064495<ref name=ExoFOP/>, 2MASS J09524454+0612589<ref name=ExoFOP/>, APASS 39195628<ref name=ExoFOP/>, Gaia DR2 3850421005290172416<ref name=ExoFOP/>, TYC 0243-01528-1<ref name=ExoFOP/>, UCAC4 482-047857<ref name=ExoFOP/>, WISE J095244.46+061258.2<ref name=ExoFOP/> |
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}} |
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{{天体 終了 |
{{天体 終了 |
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| 色 = 恒星 |
| 色 = 恒星 |
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}} |
}} |
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[[ファイル:Milky-way-edge-on.pdf|サムネイル|銀河系の構造図。TOI-561は「Thick disk」(厚い円盤) に位置している。]] |
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'''TOI-561'''とは、[[ろくぶんぎ座]]の方向に[[地球]]から約86.01[[光年]]離れた場所に位置する[[スペクトル分類]]がK型の[[恒星]]である<ref name="epe">{{cite web|url=http://exoplanet.eu/catalog/|title=The Extrasolar Planet Encyclopaedia Catalog|website=[[太陽系外惑星エンサイクロペディア]]|accessdate=2020-12-19}}</ref><ref name="arxiv">{{cite web|url=https://arxiv.org/abs/2009.02332|title=An unusually low density ultra-short period super-Earth and three mini-Neptunes around the old star TOI-561|website=[[arXiv]]|accessdate=2020-09-09}}</ref><ref name="AstroArts">{{cite web|url=https://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/11800_toi561|title=天の川銀河を違った視点から見ていた岩石惑星|website=AstroArts|accessdate=2021-01-15}}</ref>。5つの[[太陽系外惑星]]が周囲を[[公転]]していることが知られており、さらに[[太陽系外惑星の発見方法#トランジットタイミング変化法|TTV]]信号が検出されている<ref name="arxiv"/>。今までに発見された惑星の中では古いほうであり、金属量も少ないとされている。TOI-561系は大気の観測に適した[[惑星系]]かもしれない<ref name="sci"/>。 |
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'''TOI-561'''とは、[[金属量]]が少ない古い[[太陽]]のような[[恒星]]であり、複数の小さな[[太陽系外惑星]]が周囲を[[公転]]していることが知られている<ref name= Weiss2020/><ref name=Lacedelli/><ref name=EPE/><ref name=sci-news2021-01-13/>。年齢は105億年と推定されている[[K型主系列星]]（橙色矮星）であり、[[太陽質量|太陽の質量]]の約79%、[[太陽半径|半径]]の約85%を持つ<ref name=sciencealert2021-01-14/><ref name=sci-news2021-01-13/>。 |
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[[2021年]]1月（arXivへ投稿されたのは[[2020年]][[9月7日]]）、[[カリフォルニア大学リバーサイド校]]のLauren Weissが率いるチームは、[[NASA]]の[[トランジット系外惑星探索衛星]]（TESS）からの観測データを使用して、非常に主星に近い軌道を公転している[[スーパーアース|スーパー・アース]]とその外側を公転する2つの[[ミニ・ネプチューン]]を発見したと発表した<ref name=UcRiverside2021-01-11/><ref name=asiatatler2021-01-18/><ref name=sciencealert2021-01-14/><ref name=Weiss2020/>。最も内側の惑星であるTOI-561 bは、[[公転周期]]が1日以下の[[超短周期惑星]]である<ref name=Lacedelli/><ref name=Weiss2020/>。一方、[[パドヴァ大学]]のGaia Lacedelliが率いる別のチームは、2020年12月に公表された論文でこの発見を独自に発表した<ref name=Lacedelli/>。ただし、2つの論文は[[惑星系]]の構造について意見が一致していない。最も内側の2つの惑星は両方の論文によってTESSデータから確認されたが、Weissは公転周期が16.3日の軌道で1つの3個目の惑星のみを主張し、Lacedelliは25.6日と77日のより公転周期の長い軌道で2つの3個目・4個目の惑星の存在を主張している<ref name=Lacedelli/>。 |
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== 発見と命名法 == |
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TOI-561は、[[2MASS]]カタログでは'''2MASS J09524454+0612589'''、[[TESS Input Catalog]]では'''TIC 377064495'''としても指定されている。この恒星の周囲を公転している惑星候補が最初に特定されたとき、'''TOI-561'''という名称が与えられた。TOIは[[TESS object of interest]]の略である<ref name=ExoFOP/>。 |
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惑星系はLacedelli et al 2020とWeiss et al 2021によってそれぞれ独立して発見され、特徴付けられた。Lacedelli et alは、4つの太陽系外惑星の証拠を発見した。超短周期惑星（USP）のスーパー・アースであるbと3つのミニ・ネプチューンであるc、d、eである。2つの惑星dとeは、元々ExoFOPで16日間の公転周期を持つ単一の惑星としてリストされていたが、Lacedelliは[[高精度視線速度系外惑星探査装置]]（HARPS）からの[[視線速度]]データを使用してその軌道上の惑星を検出できず、代わりにHARPSによって発見された25.6日と77.2日に相関する惑星による2つの別々のトランジットが来ると解釈した<ref name=Lacedelli/>。 |
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2021年1月、Lauren Weissが率いるチームによるTOI-561に関する研究が発表された。Lacedelliとは異なり、16日間の信号の存在を支持し、それをTOI-561 dと指定した<ref name=Weiss2020/>。この惑星は、[[NASA Exoplanet Archive]]ではTOI-561 fと呼ばれ、Lacedelliの論文のTOI-561 dとの混同を避けている。 |
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== 特徴 == |
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TOI-561は、太陽の約80%の大きさを持つ黄色またはオレンジ色の恒星である。Lacedelliによれば、太陽の半径の85%、質量79%で、温度は5455[[ケルビン]]である<ref name=Lacedelli/>。また、Weissによれば、半径83.2%、質量80.5%であり、温度は5326ケルビンで、光度は太陽の半分強である<ref name=Weiss2020/>。両方のチームは、TOI-561の金属量が非常に少ないか、[[水素]]や[[ヘリウム]]より重い[[元素]]が非常に少なく、非常に古い恒星であることを発見した。WeissはTOI-561の年齢がおよそ100億年と計算している。また、[[銀河系]]の[[厚い円盤]]の一部に位置している、トランジットを起こす太陽系外惑星を確認した最初の恒星である<ref name=Weiss2020/>。 |
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== 概要 == |
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[[ファイル:Milky-way-edge-on.pdf|サムネイル|銀河系の構造図。TOI-561は「Thick disk」(厚い円盤) に位置している。|左]] |
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TOI-561は[[銀河系]]の[[厚い円盤]]に位置し<ref>{{cite web|url=https://arxiv.org/abs/2009.03071|title=The TESS-Keck Survey II: Masses of Three Sub-Neptunes Transiting the Galactic Thick-Disk Star TOI-561|website=[[arXiv]]|accessdate=2020-09-09}}</ref>、年齢は約100億年とされている<ref name="AstroArts"/>。厚い円盤に存在する恒星は[[鉄]]、[[マグネシウム]]などの量が少ない<ref name="sci">{{cite web|url=http://www.sci-news.com/astronomy/toi-561-multiplanet-system-09247.html|title=Astronomers Discover 10-Billion-Year-Old Multiplanet System|website=SCI NEWS|accessdate=2021-01-18}}</ref>。なお、TOI-561の「TOI（[[TESS object of interest]]）」とは、TESSによる観測でトランジットが検出された天体を識別するための番号である<ref>{{cite web|url=https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/docs/API_TOI_columns.html#:~:text=A%20number%20used%20to%20identify%20and%20track%20a%20Community%2Didentified,object%20associated%20with%20that%20star.|title=TESS Objects of Interest Table Data Columns|website=[[NASA Exoplanet Archive]]|accessdate=2021-01-18}}</ref>。その他に、'''TIC 377064495'''<ref name="toi"/>や'''TYC 243-1528-1'''<ref name="sci"/>といった名称も存在する。 |
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{{Planetary radius |
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| align = |
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| base = Sun |
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| Exoplanet = TOI-561 |
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| radius = 83 |
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}} |
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{{clear}} |
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== 惑星系 == |
== 惑星系 == |
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研究に応じて、TOI-561には3つ（Weiss）または4つ（Lacedelli）の惑星が周囲を公転している。この不一致は、Weiss 2020のTOI-561 dに関連する2つのトランジット信号の異なる解釈に起因している。TESSによって観測されたトランジットは2つだけであり、16日間の3番目のトランジットはデータギャップの途中で発生している<ref name=Weiss2020/>。Weissは、2つのトランジットを単一のミニ・ネプチューンサイズの惑星のトランジットに起因すると考えている。しかし、Lacedelli 2020による視線速度分析では、16日間の信号は検出されなかったものの、26日と77日の2つの追加の信号が検出されたため、それぞれ2つのトランジットに起因すると考えている<ref name=Lacedelli/>。 |
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{{OrbitboxPlanet begin |
{{OrbitboxPlanet begin |
||
| name = TOI-561（Lacedelli et al 2020） |
|||
| table_ref = <ref name="epe"/><ref name="arxiv"/><ref name="archive">{{Cite web|url=https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/overview/TOI-561#planet_TOI-561-e_collapsible|title= TOI-561 Overview|website=[[NASA Exoplanet Archive]]|accessdate=2021-01-13}}</ref> |
|||
| table_ref =<ref name=Lacedelli/> |
|||
}} |
}} |
||
{{OrbitboxPlanet |
{{OrbitboxPlanet |
||
| exoplanet = [[TOI-561 b|b]] |
| exoplanet = [[TOI-561 b|b]] |
||
| |
| mass_earth = 1.56{{±|0.36}} |
||
| |
| period = 0.446578{{±|0.000017}} |
||
| |
| semimajor = 0.01055{{±|0.0008}} |
||
| eccentricity = 0 |
| eccentricity = 0 |
||
| inclination = 87.0 |
| inclination = {{val|87.0|2.1|2.8}} |
||
| |
| radius_earth = 1.423{{±|0.066}} |
||
}} |
}} |
||
{{OrbitboxPlanet |
{{OrbitboxPlanet |
||
| exoplanet = [[TOI-561 c|c]] |
| exoplanet = [[TOI-561 c|c]] |
||
| |
| mass_earth = 5.40{{±|0.98}} |
||
| |
| period = 10.779{{±|0.004}} |
||
| |
| semimajor = 0.08809{{±|0.0007}} |
||
| eccentricity = |
| eccentricity = {{val|0.060|0.067|0.042}} |
||
| inclination = 89.53 |
| inclination = {{val|89.53|0.32|0.39}} |
||
| |
| radius_earth = 2.878{{±|0.096}} |
||
}} |
}} |
||
{{OrbitboxPlanet |
{{OrbitboxPlanet |
||
| exoplanet = [[TOI-561 |
| exoplanet = [[TOI-561 d|d]] |
||
| |
| mass_earth = 11.95{{±|1.28}} |
||
| |
| period = 25.62{{±|0.04}} |
||
| |
| semimajor = 0.1569{{±|0.0012}} |
||
| eccentricity = {{val|0.051|0.064|0.031}} |
|||
| inclination = {{val|89.54|0.28|0.21}} |
|||
| radius_earth = 2.53{{±|0.13}} |
|||
}} |
|||
{{OrbitboxPlanet |
|||
| exoplanet = [[TOI-561 e|e]] |
|||
| mass_earth = 16.0{{±|2.3}} |
|||
| period = 77.23{{±|0.39}} |
|||
| semimajor = {{val|0.3274|0.0028|0.0027}} |
|||
| eccentricity = {{val|0.061|0.051|0.042}} |
|||
| inclination = {{val|89.75|0.14|0.08}} |
|||
| radius_earth = 2.67{{±|0.11}} |
|||
}} |
|||
{{Orbitbox end}} |
|||
{{OrbitboxPlanet begin |
|||
| name = TOI-561（Weiss et al 2020） |
|||
| table_ref =<ref name=Weiss2020/> |
|||
}} |
|||
{{OrbitboxPlanet |
|||
| exoplanet = b |
|||
| mass_earth = 3.2{{±|0.8}} |
|||
| period = 0.446573{{±|0.000032|0.000021}} |
|||
| semimajor = 0.01064{{±|0.00013}} |
|||
| eccentricity = 0 |
| eccentricity = 0 |
||
| inclination = |
| inclination = |
||
| |
| radius_earth = 1.45{{±|0.11}} |
||
}} |
}} |
||
{{OrbitboxPlanet |
{{OrbitboxPlanet |
||
| exoplanet |
| exoplanet = c |
||
| |
| mass_earth = 7.0{{±|2.3}} |
||
| |
| period = 10.77892{{±|0.00015}} |
||
| |
| semimajor = 0.0888{{±|0.0011}} |
||
| eccentricity = 0 |
| eccentricity = 0 |
||
| inclination = |
| inclination = |
||
| |
| radius_earth = 2.90{{±|0.13}} |
||
}} |
}} |
||
{{OrbitboxPlanet |
{{OrbitboxPlanet |
||
| exoplanet = [[TOI-561 |
| exoplanet = [[TOI-561 f|f]]（d） |
||
| |
| mass_earth = 3.0{{±|2.4|1.9}} |
||
| |
| period = 16.287{{±|0.005}} |
||
| |
| semimajor = 0.1174{{±|0.0015}} |
||
| eccentricity = 0 |
| eccentricity = 0 |
||
| inclination = |
| inclination = |
||
| |
| radius_earth = 2.32{{±|0.16}} |
||
}} |
}} |
||
{{Orbitbox end}} |
{{Orbitbox end}} |
||
=== TOI-561 b === |
|||
以前、この恒星には[[トランジット系外惑星探索衛星]]（TESS）による観測で公転周期が約10.78日のTOI-561.01、約0.45日のTOI-561.02、約16.37日のTOI-561.03の3つの惑星候補が存在する可能性が示されていた<ref name="toi">{{cite web|url=https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/TblView/nph-tblView?app=ExoTbls&config=TOI|title=TESS Project Candidates|website=[[NASA Exoplanet Archive]]|accessdate=2021-01-15}}</ref>。 |
|||
'''[[TOI-561 b]]'''は、約1.4[[地球半径]]のUSPのスーパー・アースである。公転周期は11時間未満と非常に短く、地球における1日の半分未満であるため、平衡温度は{{convert|2480 ± 200|K|C F}}となっている<ref name=Weiss2020/>。惑星は小さすぎて激しく照射されているため、周囲の原始的な[[水素]]と[[ヘリウム]]のエンベロープを保持できないと考えられている。ただし、惑星の構成は2つの研究の間で大きく異なっている。Weiss 2020は、地球とほぼ同じで、岩石が多いが鉄分が少ない組成を意味する、約3.2地球質量と1立方センチメートルあたり5.5グラムの[[密度]]を発見した<ref name=Weiss2020/>。一方、Lacedelli 2020は、1.59地球質量で、密度が1立方センチメートルあたり3.0グラムであり、そのサイズの惑星としては異常に低く、50%以上の水で構成されていることを示している。1.83地球質量という彼らのより高い質量推定値でさえ、依然として大量の水の存在と一致している。地球の5,100倍の日射量で、TOI-561 bはそのガス層を失い、揮発性物質がほとんどないはずである。したがって、惑星にかなりの量の水がある場合、それは惑星を作る膨らんでいる大気に蒸発したと著者は信じている。大きく、密度が低く、水分が豊富であるとされている。非常に水が豊富な惑星である場合、TOI-561 bは、スーパー・アースが「[[雪線 (天文学)|雪線]]」を超えて形成され、内側に軌道が移動するという形成シナリオの証明となる<ref name=Lacedelli/>。 |
|||
=== TOI-561 c === |
|||
TOI-561の周囲を公転する4つの[[惑星]]がTESSによる[[太陽系外惑星の発見方法#トランジット法|トランジット法]]、[[HARPS-N]]による[[太陽系外惑星の発見方法#ドップラー分光法|ドップラー分光法]]を用いた観測により発見・確認された。内側の惑星'''[[TOI-561 b]]'''は[[スーパー・アース]]で、[[公転周期]]は約0.45日と短い[[超短周期惑星]]（USP）であり、TOI-561 bはUSPの中では低[[密度]]である<ref name="arxiv"/>。主星から至近距離にあるため、表面温度は約1700℃にも達すると考えられている<ref name="AstroArts"/>。その外側に存在する'''[[TOI-561 c]]'''、'''[[TOI-561 d]]'''、'''[[TOI-561 e]]'''は[[ミニ・ネプチューン]]とされている。さらに、dとeの間には長期間のTTVが検出されている。また、cとdの間を約16.4日の[[公転周期]]で[[公転]]しているとされる'''[[TOI-561 f]]'''が存在する可能性が示された<ref name="epe"/>。 |
|||
'''[[TOI-561 c]]'''は、10.7日ごとに軌道を1周するミニ・ネプチューンまたは[[ガス・ドワーフ]]で、平衡温度は{{convert|860 ± 70|K|C F}}である<ref name=Weiss2020/>。2.9地球半径、5.4~7.0地球質量を持つこの惑星は、[[海王星]]に似た密度で1立方センチメートルあたり1.3~1.6グラムであり、これは、遠く離れていても、同様の組成を持つ小さなガス惑星であることを意味している。[[太陽系]]の[[天王星型惑星]]よりも熱く、主星に近い。 |
|||
=== TOI-561 d/e/f === |
|||
その後、dとeの存在が確認できず、[[太陽系外惑星エンサイクロペディア]]での現状は「Controversial」となっていたが、後に再び存在が確認された<ref name="epe"/>。なお、[[NASA Exoplanet Archive]]では5個すべての惑星が「Confirmed」となっているものの、d、e、fについては「Controversial」も併記されている<ref name="archive" />。 |
|||
TESSは、さらに2つのトランジット信号を観測した。SPOC pipelineからの元の惑星候補には、16日間の両方のトランジットが含まれていた<ref name=ExoFOP/><ref name=Weiss2020/><ref name=Lacedelli/>。Lacedelliらは、その期間に対応する有意な視線速度信号を見つけることができなかったが、25.6日と77.2日の期間を持つ他の2つの信号を見つけ、2つの個々のトランジットの形状、期間、深さの違いにも気づいた。Lacedelliらは、16日間の信号は、代わりに同じサイズであるが異なる惑星からの2つの別々のトランジット信号であり、この視線速度分析で見つかった追加の信号に対応すると結論付けた。これらの惑星は'''[[TOI-561 d]]'''（25.6日）と'''[[TOI-561 e]]'''（77.2日）と指定された。Lacedelliらの分析によると、両方の惑星は2.5・2.7地球半径でTOI-561 cよりわずかに小さいが、両方とも地球の12倍と16倍の質量でかなり大きくなっている。dとeは、それぞれ1立方センチメートルあたり4.1グラムと4.6グラムとはるかに密度が高くなっている。これらは、[[水]]が>50%の質量を占めている場合や、水の[[マントル]]と岩石の[[核 (天体)|核]]の上に薄い水素とヘリウムのエンベロープが存在している場合と一致している<ref name=Lacedelli/>。Weissらは、2つのトランジットを1つの惑星として解釈し、約3地球質量に対応する非常に弱い視線速度信号も解釈している<ref name=Weiss2020/>。ただし、正確な密度の推定を取得するには不正確すぎるため、この結果は正しくない可能性がある。この公転周期が16日間の惑星は以前に報告されたd・eと区別するために、NASA Exoplanet Archiveでは'''[[TOI-561 f]]'''と指定されている<ref name=ExoFOP/>。 |
|||
== 脚注 == |
== 脚注 == |
||
| 148行目: | 181行目: | ||
=== 出典 === |
=== 出典 === |
||
{{Reflist |
{{Reflist|2|refs= |
||
<ref name=edr3>{{Cite web|url=https://arxiv.org/abs/2012.01533|title=Gaia Early Data Release 3: Summary of the contents and survey properties|website=[[arXiv]]|accessdate=2021-12-05}}</ref> |
|||
<ref name=sci-news2021-01-13> |
|||
{{cite news |
|||
| url = http://www.sci-news.com/astronomy/toi-561-multiplanet-system-09247.html |
|||
| title = Astronomers Discover 10-Billion-Year-Old Multiplanet System |
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| quote = TOI-561 hosts at least three small transiting planets, named TOI-561b, c, and d, and is one of the oldest, most metal-poor planetary systems discovered yet in the Milky Way. |
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| title = An unusually low density ultra-short period super-Earth and three mini-Neptunes around the old star TOI-561 |
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| journal = [[Monthly Notices of the Royal Astronomical Society]] |
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| year = 2021 |
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| doi = 10.1093/mnras/staa3728 |
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| arxiv = 2009.02332 |
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| pages = 4148–4166 |
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| s2cid = 221516470 |
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| arxiv = 2009.03071 |
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| bibcode = 2021AJ....161...56W |
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| title = The TESS-Keck Survey II: Masses of Three Sub-Neptunes Transiting the Galactic Thick-Disk Star TOI-561 |
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| year = 2020 |
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| doi = 10.3847/1538-3881/abd409 |
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| work = タトラー |
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== 関連項目 == |
== 関連項目 == |
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*[[太陽系外惑星]] |
*[[太陽系外惑星]] |
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*[[惑星 |
*[[超短周期惑星の一覧]] |
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*[[複数惑星系の一覧]] |
*[[複数惑星系の一覧]] |
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*[[LHS 1815 b]] |
*[[LHS 1815 b]] |
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2021年12月5日 (日) 14:46時点における版
| TOI-561 | ||
|---|---|---|
| 仮符号・別名 | TOI 561 | |
| 星座 | ろくぶんぎ座[1] | |
| 見かけの等級 (mv) | 10.25[2] | |
| 分類 | 橙色矮星 | |
| 軌道要素と性質 | ||
| 惑星の数 | 3または4 | |
| 位置 元期:J2000.0 | ||
| 赤経 (RA, α) | 09h 52m 44.1851s[3] | |
| 赤緯 (Dec, δ) | 06° 12′ 58.921″[3] | |
| 固有運動 (μ) | 赤経: 124.612 ミリ秒/年[3] 赤緯: −61.279 ミリ秒/年[3] | |
| 年周視差 (π) | 11.8342 ± 0.0208ミリ秒[3] （誤差0.2%） | |
| 距離 | 275.6 ± 0.5 光年[注 1] （84.5 ± 0.1 パーセク[注 1]） | |
| 物理的性質 | ||
| 半径 | 0.849±0.007 R☉[2] | |
| 質量 | 0.785±0.018 M☉[2] | |
| 表面重力 | 4.50±0.12 cgs[2] | |
| 自転速度 | <2 km/s[2] | |
| スペクトル分類 | G9V[2] | |
| 光度 | 0.522±0.017 L☉[4] | |
| 表面温度 | 5372±70 K[2] | |
| 金属量[Fe/H] | −0.40±0.05[2] | |
| 年齢 | 100±30 億年[4] | |
| 他のカタログでの名称 | ||
| TIC 377064495[5], 2MASS J09524454+0612589[5], APASS 39195628[5], Gaia DR2 3850421005290172416[5], TYC 0243-01528-1[5], UCAC4 482-047857[5], WISE J095244.46+061258.2[5] | ||
| ■Template （■ノート ■解説） ■Project | ||
TOI-561とは、金属量が少ない古い太陽のような恒星であり、複数の小さな太陽系外惑星が周囲を公転していることが知られている[4][2][6][7]。年齢は105億年と推定されているK型主系列星（橙色矮星）であり、太陽の質量の約79%、半径の約85%を持つ[8][7]。
2021年1月（arXivへ投稿されたのは2020年9月7日）、カリフォルニア大学リバーサイド校のLauren Weissが率いるチームは、NASAのトランジット系外惑星探索衛星（TESS）からの観測データを使用して、非常に主星に近い軌道を公転しているスーパー・アースとその外側を公転する2つのミニ・ネプチューンを発見したと発表した[9][10][8][4]。最も内側の惑星であるTOI-561 bは、公転周期が1日以下の超短周期惑星である[2][4]。一方、パドヴァ大学のGaia Lacedelliが率いる別のチームは、2020年12月に公表された論文でこの発見を独自に発表した[2]。ただし、2つの論文は惑星系の構造について意見が一致していない。最も内側の2つの惑星は両方の論文によってTESSデータから確認されたが、Weissは公転周期が16.3日の軌道で1つの3個目の惑星のみを主張し、Lacedelliは25.6日と77日のより公転周期の長い軌道で2つの3個目・4個目の惑星の存在を主張している[2]。
発見と命名法
TOI-561は、2MASSカタログでは2MASS J09524454+0612589、TESS Input CatalogではTIC 377064495としても指定されている。この恒星の周囲を公転している惑星候補が最初に特定されたとき、TOI-561という名称が与えられた。TOIはTESS object of interestの略である[5]。
惑星系はLacedelli et al 2020とWeiss et al 2021によってそれぞれ独立して発見され、特徴付けられた。Lacedelli et alは、4つの太陽系外惑星の証拠を発見した。超短周期惑星（USP）のスーパー・アースであるbと3つのミニ・ネプチューンであるc、d、eである。2つの惑星dとeは、元々ExoFOPで16日間の公転周期を持つ単一の惑星としてリストされていたが、Lacedelliは高精度視線速度系外惑星探査装置（HARPS）からの視線速度データを使用してその軌道上の惑星を検出できず、代わりにHARPSによって発見された25.6日と77.2日に相関する惑星による2つの別々のトランジットが来ると解釈した[2]。
2021年1月、Lauren Weissが率いるチームによるTOI-561に関する研究が発表された。Lacedelliとは異なり、16日間の信号の存在を支持し、それをTOI-561 dと指定した[4]。この惑星は、NASA Exoplanet ArchiveではTOI-561 fと呼ばれ、Lacedelliの論文のTOI-561 dとの混同を避けている。
特徴
TOI-561は、太陽の約80%の大きさを持つ黄色またはオレンジ色の恒星である。Lacedelliによれば、太陽の半径の85%、質量79%で、温度は5455ケルビンである[2]。また、Weissによれば、半径83.2%、質量80.5%であり、温度は5326ケルビンで、光度は太陽の半分強である[4]。両方のチームは、TOI-561の金属量が非常に少ないか、水素やヘリウムより重い元素が非常に少なく、非常に古い恒星であることを発見した。WeissはTOI-561の年齢がおよそ100億年と計算している。また、銀河系の厚い円盤の一部に位置している、トランジットを起こす太陽系外惑星を確認した最初の恒星である[4]。
惑星系
研究に応じて、TOI-561には3つ（Weiss）または4つ（Lacedelli）の惑星が周囲を公転している。この不一致は、Weiss 2020のTOI-561 dに関連する2つのトランジット信号の異なる解釈に起因している。TESSによって観測されたトランジットは2つだけであり、16日間の3番目のトランジットはデータギャップの途中で発生している[4]。Weissは、2つのトランジットを単一のミニ・ネプチューンサイズの惑星のトランジットに起因すると考えている。しかし、Lacedelli 2020による視線速度分析では、16日間の信号は検出されなかったものの、26日と77日の2つの追加の信号が検出されたため、それぞれ2つのトランジットに起因すると考えている[2]。
| 名称 （恒星に近い順） |
質量 | 軌道長半径 （天文単位） |
公転周期 (日) |
軌道離心率 | 軌道傾斜角 | 半径 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| b | 1.56±0.36 M⊕ | 0.01055±0.0008 | 0.446578±0.000017 | 0 | 87.0+2.1 −2.8° |
1.423±0.066 R⊕ |
| c | 5.40±0.98 M⊕ | 0.08809±0.0007 | 10.779±0.004 | 0.060+0.067 −0.042 |
89.53+0.32 −0.39° |
2.878±0.096 R⊕ |
| d | 11.95±1.28 M⊕ | 0.1569±0.0012 | 25.62±0.04 | 0.051+0.064 −0.031 |
89.54+0.28 −0.21° |
2.53±0.13 R⊕ |
| e | 16.0±2.3 M⊕ | 0.3274+0.0028 −0.0027 |
77.23±0.39 | 0.061+0.051 −0.042 |
89.75+0.14 −0.08° |
2.67±0.11 R⊕ |
| 名称 （恒星に近い順） |
質量 | 軌道長半径 （天文単位） |
公転周期 (日) |
軌道離心率 | 軌道傾斜角 | 半径 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| b | 3.2±0.8 M⊕ | 0.01064±0.00013 | 0.446573+0.000032 −0.000021 |
0 | — | 1.45±0.11 R⊕ |
| c | 7.0±2.3 M⊕ | 0.0888±0.0011 | 10.77892±0.00015 | 0 | — | 2.90±0.13 R⊕ |
| f（d） | 3.0+2.4 −1.9 M⊕ |
0.1174±0.0015 | 16.287±0.005 | 0 | — | 2.32±0.16 R⊕ |
TOI-561 b
TOI-561 bは、約1.4地球半径のUSPのスーパー・アースである。公転周期は11時間未満と非常に短く、地球における1日の半分未満であるため、平衡温度は2,480 ± 200 K (2,207 ± 200 °C; 4,004 ± 360 °F)となっている[4]。惑星は小さすぎて激しく照射されているため、周囲の原始的な水素とヘリウムのエンベロープを保持できないと考えられている。ただし、惑星の構成は2つの研究の間で大きく異なっている。Weiss 2020は、地球とほぼ同じで、岩石が多いが鉄分が少ない組成を意味する、約3.2地球質量と1立方センチメートルあたり5.5グラムの密度を発見した[4]。一方、Lacedelli 2020は、1.59地球質量で、密度が1立方センチメートルあたり3.0グラムであり、そのサイズの惑星としては異常に低く、50%以上の水で構成されていることを示している。1.83地球質量という彼らのより高い質量推定値でさえ、依然として大量の水の存在と一致している。地球の5,100倍の日射量で、TOI-561 bはそのガス層を失い、揮発性物質がほとんどないはずである。したがって、惑星にかなりの量の水がある場合、それは惑星を作る膨らんでいる大気に蒸発したと著者は信じている。大きく、密度が低く、水分が豊富であるとされている。非常に水が豊富な惑星である場合、TOI-561 bは、スーパー・アースが「雪線」を超えて形成され、内側に軌道が移動するという形成シナリオの証明となる[2]。
TOI-561 c
TOI-561 cは、10.7日ごとに軌道を1周するミニ・ネプチューンまたはガス・ドワーフで、平衡温度は860 ± 70 K (586.9 ± 70.0 °C; 1,088.3 ± 126.0 °F)である[4]。2.9地球半径、5.4~7.0地球質量を持つこの惑星は、海王星に似た密度で1立方センチメートルあたり1.3~1.6グラムであり、これは、遠く離れていても、同様の組成を持つ小さなガス惑星であることを意味している。太陽系の天王星型惑星よりも熱く、主星に近い。
TOI-561 d/e/f
TESSは、さらに2つのトランジット信号を観測した。SPOC pipelineからの元の惑星候補には、16日間の両方のトランジットが含まれていた[5][4][2]。Lacedelliらは、その期間に対応する有意な視線速度信号を見つけることができなかったが、25.6日と77.2日の期間を持つ他の2つの信号を見つけ、2つの個々のトランジットの形状、期間、深さの違いにも気づいた。Lacedelliらは、16日間の信号は、代わりに同じサイズであるが異なる惑星からの2つの別々のトランジット信号であり、この視線速度分析で見つかった追加の信号に対応すると結論付けた。これらの惑星はTOI-561 d（25.6日）とTOI-561 e（77.2日）と指定された。Lacedelliらの分析によると、両方の惑星は2.5・2.7地球半径でTOI-561 cよりわずかに小さいが、両方とも地球の12倍と16倍の質量でかなり大きくなっている。dとeは、それぞれ1立方センチメートルあたり4.1グラムと4.6グラムとはるかに密度が高くなっている。これらは、水が>50%の質量を占めている場合や、水のマントルと岩石の核の上に薄い水素とヘリウムのエンベロープが存在している場合と一致している[2]。Weissらは、2つのトランジットを1つの惑星として解釈し、約3地球質量に対応する非常に弱い視線速度信号も解釈している[4]。ただし、正確な密度の推定を取得するには不正確すぎるため、この結果は正しくない可能性がある。この公転周期が16日間の惑星は以前に報告されたd・eと区別するために、NASA Exoplanet ArchiveではTOI-561 fと指定されている[5]。
脚注
注釈
出典
- ^ “天の川銀河を違った視点から見ていた岩石惑星”. AstroArts. 2021年1月15日閲覧。
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s Lacedelli, G.; Malavolta, L.; Borsato, L.; Piotto, G.; Nardiello, D.; Mortier, A.; Stalport, M.; Collier Cameron, A. et al. (2021). “An unusually low density ultra-short period super-Earth and three mini-Neptunes around the old star TOI-561”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 501 (3): 4148–4166. arXiv:2009.02332. Bibcode: 2021MNRAS.501.4148L. doi:10.1093/mnras/staa3728.
- ^ a b c d e “Gaia Early Data Release 3: Summary of the contents and survey properties”. arXiv. 2021年12月5日閲覧。
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o Weiss, Lauren M.; Dai, Fei; Huber, Daniel; Brewer, John M.; Collins, Karen A.; Ciardi, David R.; Matthews, Elisabeth C.; Ziegler, Carl et al. (2020), The TESS-Keck Survey II: Masses of Three Sub-Neptunes Transiting the Galactic Thick-Disk Star TOI-561, arXiv:2009.03071, Bibcode: 2021AJ....161...56W, doi:10.3847/1538-3881/abd409
- ^ a b c d e f g h i j “ExoFOP TIC 377064495” 2021年5月3日閲覧。
- ^ Jean Schneider. “Planet TOI-561 b” 2021年2月1日閲覧。
- ^ a b Natali Anderson (2021年1月13日). “Astronomers Discover 10-Billion-Year-Old Multiplanet System”. SCI NEWS 2021年2月1日閲覧. "TOI-561 hosts at least three small transiting planets, named TOI-561b, c, and d, and is one of the oldest, most metal-poor planetary systems discovered yet in the Milky Way."
- ^ a b Michelle Starr (2021年1月14日). “Astronomers Find an Astonishing 'Super-Earth' That's Nearly as Old as The Universe”. Science Alert 2021年2月1日閲覧. "Around one of the galaxy's oldest stars, an orange dwarf named TOI-561 just 280 light-years away, astronomers have found three orbiting exoplanets - one of which is a rocky world 1.5 times the size of Earth, whipping around the star on a breakneck 10.5-hour orbit."
- ^ Jules Bernstein (2021年1月11日). “'Super Earth' discovered near one of our galaxy's oldest stars: Hot planet orbits its star twice during every Earth day”. カリフォルニア大学リバーサイド校 2021年2月1日閲覧. "A hot, rocky “super Earth,” near one of the oldest stars in the galaxy has taken a team of planet-hunting scientists by surprise."
- ^ Doris Lam (2021年1月18日). “All About The Discovery Of TOI-561b, The 14-Billion-Year-Old 'Super-Earth' Scientists Recently Found”. タトラー 2021年2月1日閲覧。
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