K2-138
K2-138
K2-138太陽系外惑星系の想像図
観測データエポックJ2000      エキノックスJ2000
星座水瓶座[ 1 ]
赤経23時間15分47.76861秒[ 2 ]
赤緯−10° 50′ 58.8955″ [ 2 ]
見かけの等級 （V）12.21 [ 3 ]
特徴
進化段階主系列[ 2 ]
スペクトル型K1V [ 3 ]
天体測量
視線速度（R v）0.77 ± 0.49 [ 2 ] km/s
固有運動（μ）ラ： −1.080 mas /年[ 2 ] 12月: −10.675 mas /年[ 2 ]
視差（π）4.9437 ± 0.0150  mas [ 2 ]
距離660 ± 2 光年 (202.3 ± 0.6  pc )
詳細
質量0.93 ± 0.06 [ 3 ]  M ☉
半径0.86 ± 0.08 [ 3 ]  R ☉
明るさ約0.554 [ 4 ]  L ☉
表面重力（log  g）4.59 ± 0.07 [ 3 ]  cgs
温度5378 ± 60 [ 3 ]  K
金属量[Fe/H]+0.16 ± 0.04 [ 3 ] デックス
年2.3+0.44 −0.36[ 5 ] ジル
その他の指定
EE -1 、EPIC 245950175、2MASS J23154776-1050590
データベース参照
シンバッドデータ

K2-138 （ EPIC 245950175またはEE-1とも呼ばれる）[ 6 ]は、民間科学者によって発見された少なくとも6つの惑星系を持つ大型のK型主系列星である。2017年4月初旬にZooniverseで行われた太陽系外惑星探査プロジェクトの最初の2日間で4つの惑星が発見され、その後の分析でさらに2つの惑星が発見された。この惑星系は地球から約660光年（200パーセク）離れた、水瓶座のK2キャンペーン12に位置している。

惑星系

K2-138は、その多数の惑星で知られています。これらはすべて、市民科学者の努力によって発見されたものです。[注 1 ]これらは、主星から順にK2-138b、c、d、e、f、gと命名されています。最初の5つはChristiansenらによって検証され、K2-138gは有力候補として注目されていました。しかし、K2-138gのトランジットは2回しかなかったため、検証できませんでした。この候補の2回のトランジットは、2つの独立した長周期惑星によるものである可能性がありました。[ 3 ] K2-138gは、2019年と2021年の追跡研究によって確認されました。[ 5 ] [ 7 ]

6つの惑星はすべてスーパーアースとミニネプチューンに分類され、半径は約1.6 R🜨から3.3 R🜨です。K2-138gを含む外側の5つは、固体表面を持たない小さなガス世界である可能性が高いです。しかし、より小さなK2-138bは岩石惑星である可能性があります。K2-138のデータは通過タイミング変動（TTV）分析に必要な信号対雑音比が十分に高くなかったため、惑星の質量は当初不明でした。しかし、スピッツァー宇宙望遠鏡はTTVを正確に検出し、惑星の質量を計算できる可能性があります。惑星bからfは、 4 M🜨から7 M🜨の間で予測され、2.5分から7.1分のオーダーのTTVを引き起こすと予測されています。[ 3 ]

K2-138の5つの確認された惑星は、親星に非常に近く、3:2に近い共鳴の途切れない連鎖を形成しています。それらの公転周期は2.35日から12.76日で、6番目の惑星はさらに外側を公転し、約41日の周期で公転しています。K2-138b、c、d、e、fは、複数の三体共鳴の連鎖に閉じ込められており、これはTRAPPIST-1やKepler-80など、ごく少数の系にしか見られません。前者と同様に、K2-138は、ゆっくりとした内向きの円盤移動の最終結果を示している可能性があります。[ 3 ]

スピッツァーによるK2-138gの観測は、 AAS第233回会議で発表されました。iPosterでは、 K2-138gの最新の半径が3.7 R🜨と示されており、この系で最大の惑星となります。この結果は予備的なものでしたが[ 8 ] [ 9 ]、2021年2月に確認されました。[ 7 ]惑星gは、惑星eおよびfと1次3惑星共鳴（3P-MMR）状態にある可能性があります。この場合、系は6惑星共鳴鎖となります。[ 10 ]

天文学者の研究チームは、ESO 3.6m望遠鏡に搭載されたHARPSを用いて、79夜にわたり215のスペクトルを収集した。K2測光値とHARPS視線速度（RV）のベイズ解析により、研究チームは惑星bの質量をeに制限することができた。惑星の体積密度は、惑星bが地球程度の密度から惑星eが海王星程度の密度までの範囲である。質量と密度の決定により、惑星の構成が制限される。惑星は、おそらく岩石の核と、揮発性分子からなる相当量の大気層を持っていると考えられる。研究チームは、惑星fとgの質量の上限をそれぞれ8.7地球質量と25.5地球質量に制限することができた。[ 5 ]

アクーニャらによる論文では、 K2-138系の水分含有量を、水蒸気相と超臨界相からなる揮発性層を想定して研究した。[ 11 ]この論文によると、惑星bの上限水分率は0.7%で、揮発性物質の少ない惑星であることが判明した。惑星bは、厚い水大気を持っていたが、主星からのXUV放射によって吹き飛ばされ、光蒸発と呼ばれるプロセスを経て形成された可能性がある。

惑星fは、この系の中で最も水に富む惑星である可能性があり、水の質量分率は66%と推定されています。惑星gの半径は、水に富む組成を持つ惑星よりも大きく、研究者らは、惑星gは水素とヘリウムに富む大気を持つ可能性が高いと結論付けており、この場合、揮発性物質の質量分率はわずか5%に過ぎないと考えられます。この系のすべての惑星は、地球に比べて質量の小さい核を持つと考えられます。[ 11 ]

K2-138は、2019年12月に打ち上げられたCHEOPSミッションの最初の機会告知（AO-1）プログラムで、 ESAによってターゲットとして選ばれました。87.6周回の間、探査機は惑星のトランジットを記録し、惑星のTTVを測定します。 [ 12 ] K2-138は、RVとTTVの質量を比較するためのベンチマークシステムになる可能性があります。また、このシステムは、K2-138のような共鳴チェーンシステムで存在し、安定していると予測されている共軌道天体の探索にも適しています。 [ 5 ] CHEOPSの観測では惑星bが検出されませんでしたが、これは惑星の歳差運動による天体表の大きな誤差が原因である可能性があります。K2-138の惑星は10分程度のTTVを検出しており、惑星dのみが最大60分のTTVを示しています。観測されたトランジットの数は、完全なTTV分析を実行するには不十分でした。質量は、惑星dを除いて、これまでのRV質量と一致している。惑星dは、一次TTV解析で低い質量と高い離心率を示した。この問題を解決するには、より良いTTVサンプルが必要である。[ 13 ]

K2-138惑星系[ 5 ] [ 13 ]
コンパニオン（星順）質量半径（AU）軌道周期（日）偏心傾斜半径
b3.1 ± 1.1 メートル🜨0.033 85+0.000 23 −0.000 292.353 09 ± 0.000 22<0.1887 87.2+1.2 −1.0°1.510+0.110 −0.084 R🜨​
c6.3+1.1 −1.2 M 🜨0.044 61+0.000 30 −0.000 383.559 823 ± 0.000 050<0.1917 88.1 ± 0.7 °2.299+0.120 −0.087 R🜨​
d7.9+1.4 −1.3 M 🜨0.058 93+0.000 40 −0.000 505.405 362 ± 0.000 038<0.1441 89.0 ± 0.6 °2.390+0.104 −0.084 R🜨​
e13.0 ± 2.0 メートル🜨0.078 20+0.000 53 −0.000 668.261 334 ± 0.000 011<0.1829 88.6 ± 0.3 °3.390+0.156 −0.110 R🜨​
f2.47 ± 1.63 メートル🜨0.104 47+0.000 70 −0.000 8812.756 618 ± 0.000 061<0.2098 88.8 ± 0.2 °2.904+0.164 −0.111 R🜨​
グラム2.56 ± 1.59 メートル🜨0.231 09+0.001 54 −0.001 9641.965 443 ± 0.000 061<0.2256 89.4+0.4 −0.3°3.013+0.303 −0.251 R🜨​
K2-138太陽系外惑星系（アーティストによる概念図）

参照

注記

  1. ^この出版物では、掲載されている惑星の発見者である市民科学者の一部の名前が挙げられているが、 [ 3 ]多くはウェブサイト上でのみ言及されている。 [ 6 ]

参考文献

  1. ^ Roman, Nancy G. (1987). 「位置からの星座の同定」 .太平洋天文学会刊行物. 99 (617): 695. Bibcode : 1987PASP...99..695R . doi : 10.1086/132034 .VizieRにおけるこのオブジェクトの星座記録。
  2. ^ a b c d e f Vallenari, A.; et al. (Gaia collaboration) (2023). 「Gaiaデータリリース3. コンテンツとサーベイプロパティの概要」 .天文学と天体物理学. 674 : A1. arXiv : 2208.00211 . Bibcode : 2023A&A...674A...1G . doi : 10.1051/0004-6361/202243940 . S2CID 244398875 . VizieRにおけるこのソースの Gaia DR3 レコード。
  3. ^ a b c d e f g h i j k Christiansen, Jessie L.; Crossfield, Ian JM; Barentsen, Geert; Lintott, Chris J.; Barclay, Thomas; Simmons, Brooke D.; Petigura, Erik; Schlieder, Joshua E.; Dressing, Courtney D.; Vanderburg, Andrew; Ciardi, David R.; Allen, Campbell; McMaster, Adam; Miller, Grant; Veldthuis, Martin; Allen, Sarah; Wolfenbarger, Zach; Cox, Brian; Zemiro, Julia; Howard, Andrew W.; Livingston, John; Sinukoff, Evan; Catron, Timothy; Grey, Andrew; Kusch, Joshua JE; Terentev, Ivan; Vales, Martin; Kristiansen, Martti H. (2018-01-11). 「K2-138系：民間科学者によって発見された5つの海王星近傍惑星の共鳴近傍連鎖」 .天文学ジャーナル. 155 (2): 57. arXiv : 1801.03874 . Bibcode : 2018AJ....155...57C . doi : 10.3847/1538-3881/aa9be0 . ISSN 1538-3881 . S2CID 52971376 .  
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  5. ^ a b c d eロペス、TA;サウスカロライナ州バロス。サンテルヌ、A.ドレイユ、M.アディベキアン、V.アルメナラ、J.-M.アームストロング、DJ。ブルッガー、B.バラード、D.ベイリス、D.ボイス、I。ボノモ、アスファルト州。ブーシー、F.ブラウン、DJA。カーリ、E。デマンジョン、O.デュムスク、X。ディアス、RF;ファリア、日本。フィゲイラ、P.フォックスセル、Ｅ．ジャイルズ、H.ヘブラール、G.ホジャトパナ、S.カーク、J.リロボックス、J.ロヴィス、Ｃ．ムーシス、O.ダ・ノブレガ、HJ;ニールセン、LD;ニール、JJ。オズボーン、HP;ペペ、F.ポラッコ、D. Santos, NC; Sousa, SG; Udry, S.; Vigan, A.; Wheatley, PJ (2019-11-01). 「最長共鳴鎖における太陽系外惑星の特徴づけ：HARPSで観測されたK2-138系」. Astronomy & Astrophysics . 631 : A90. arXiv : 1909.13527 . Bibcode : 2019A&A...631A..90L . doi : 10.1051/0004-6361/201936267 . ISSN 0004-6361 . S2CID 203593804 .  
  6. ^ a b「ズーニバース」。
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  8. ^ハーディグリー・ウルマン、ケビン、クリスチャンセン、ジェシー（2019年1月）「K2-138 g: スピッツァー、市民科学システムのために6番目の海王星下縁を発見」アメリカ天文学会大会要旨 #233 . 233 : 164.07. Bibcode : 2019AAS...23316407H .
  9. ^ "AAS - iPosterSessions.com" . aas233-aas.ipostersessions.com . 2019年11月16日閲覧。
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  12. ^ 「AO-1プログラム - CHEOPSゲストオブザーバープログラム - コスモス」 www.cosmos.esa.int . 2019年11月11日閲覧。
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