HD 100546
HD 100546
NASA/ESAハッブル宇宙望遠鏡によるこの画像は、若い恒星HD 100546の周囲の外層塵を可視光で捉えたもので、新たに発見された原始惑星がオレンジ色の点として位置づけられています。この画像の内部は、明るい中心星に由来するアーティファクトが目立っており、デジタル処理で減算されています。黒い点もアーティファクトです。[ 1 ] [ 2 ]
観測データエポックJ2000.0 [ 3 ]      エクイノックスJ2000.0 [ 3 ]
星座ムスカ
赤経11時間33分25.441秒[ 4 ]
赤緯−70° 11′ 41.24″ [ 4 ]
見かけの等級 （V）6.68 – 6.87 [ 5 ]
特徴
進化段階ハービッグAe/Be星[ 6 ]
スペクトル型kB8 – A0Vae [ 7 ] [ 3 ]
見かけの等級 （B） 6.71 ± 0.01 [ 8 ]
見かけの等級 （V） 6.30 [ 9 ]
見かけの等級 （G） 6.686 ± 0.003 [ 4 ]
見かけの等級 （I） 6.64 ± 0.05 [ 1 ]
見かけの等級 （J） 6.425 ± 0.020 [ 10 ]
見かけの等級 （H） 5.96 ± 0.03 [ 10 ]
見かけの等級 （K） 5.418 ± 0.023 [ 10 ]
天体測量
視線速度（R v）9.10 ± 1.2 [ 11 ] km/s
固有運動（μ）ラ： −38.730(46)マス/年[ 4 ] 12 月: −0.097(39)マス/年[ 4 ]
視差（π）9.2494 ± 0.0375  mas [ 4 ]
距離353 ± 1 光年 (108.1 ± 0.4  pc )
詳細
質量2.18+0.02 −0.17[ 12 ]  M ☉
半径1.5 ± 0.1 [ 13 ]  R ☉
明るさ19.5+7.42 −5.37[ a ] [ 13 ]  L ☉
表面重力（log  g）4.6 [ 14 ]  cgs
温度9,800 [ 15 ]  K
金属量[Fe/H]–1.0 [ 7 ]  – –1.4 ± 0.2 [ 16 ] デックス
年4.8+2.0 −1.1[ 15 ] ミール
その他の指定
KR Mus、HIP  56379、[ 3 ] SAO 251457、CD −69° 893
データベース参照
シンバッドデータ

HD 100546はKR Muscaeとしても知られ、スペクトル型B8からA0の前主系列星で、地球から353光年（108パーセク）離れた南の星座、はえ座にあります。[ 4 ]この恒星は0.2 AUから4 AUの距離と13 AUから数百 AUの距離にわたって恒星周円盤に囲まれており、約47 AUの距離に原始惑星が形成されている証拠があります。[ 17 ]

年齢は1000万年未満と推定され、ハービッグAe/Be型星に属し、太陽系に最も近い例でもあります。[ 15 ] [ 18 ]

惑星系

HD 100546惑星系
コンパニオン（星順）質量半径（AU）軌道周期（日）偏心傾斜半径
内側のディスク0.2～4 AU33 ± 11 [ 19 ] °—
H/h （未確認）約25～50 [ 20 ] M J5 — 0.8+0.1 −0.3[ 21 ] [ 20 ]98+7 −58[ 20 ] °—
D/d [ 22 ]（未確認）33–71 [ 23 ] M J7.8 [ 22 ]— — — —
C/c （未確認）15 [ 19 ] M J10 [ 6 ]— — — 1.265 [ 19 ]  R J
外側のディスク13 [ 24 ] –400 [ 25 ] AU44 ± 8 [ 19 ] °—
F/f/候補者1 （未確認）8~ [ 26 ] M J13 [ 26 ]— — — —
（名前のない、乱れたディスク）（未確認）約10メートル🜨13～15歳 — — — —
E/e （未確認）— 20.5 [ 27 ]— — — —
B/b [ 17 ]（争点[ 28 ]）1.65 [ 15 ] –25 [ 29 ] M J53 ± 2 [ 24 ]— — — 3.4 [ 29 ]  R J
G/g/候補者2 （未確認）3~ [ 26 ] M J143 [ 26 ]— — — —

HD 100546系全体には3つの原始惑星/褐色矮星の存在を示す証拠があり、HR 8799のように中程度から広い距離に複数の木星型惑星/褐色矮星を持つ中質量星の重要な進化的前駆星であると考えられている。[ 30 ]この恒星の周囲には他にも仮説上の惑星/褐色矮星が存在すると主張されているが、いずれも確認されていない。

惑星b/褐色矮星B

原始惑星HD 100546 b [ 31 ]が親星の原始惑星系円盤内で形成されつつある様子を描いた想像図。

2013年、研究者たちは、恒星の巨大なガスと塵の円盤の中に、形成過程にあると思われる惑星を発見したと報告した。もしこれが確認されれば、惑星形成の初期段階を観測的に研究する初の機会となるだろう。[ 32 ] HD 100546 b [ 17 ]からのフラックスと周惑星円盤（CPD）は重なり合っており、半径や温度などの特性は非常に不確実である。[ 24 ]

HD 100546 bの質量は1～25 M Jと推定されている。[ 33 ] [ 29 ]標準的なホットスタートモデルでは、約15  M J、他のモデルとHD 100546 bのHバンド測光では以下の質量が示唆されている100万年前に誕生したばかりの惑星や、CPDによって観測された惑星の質量は10  M J程度であるが、年齢が古いほど質量は大きくなると予想される。 [ 30 ] [ 24 ]最近では2019年に、惑星質量の上限は1.65  M J は、数値シミュレーションから得られた惑星、CPD、および恒星周円盤（CSD）の質量の関係に基づいています。[ 15 ] CPDは光学的に薄いと仮定され、得られた質量と半径の上限は地球の1.44倍の質量（M🜨）で0.44 天文単位（AU）であるのに対し、CSDの質量は50  M J . [ 15 ]ガス欠乏モデルもまだ互換性があるが、これはHD 100546 bがいくつかの惑星集積モデルと矛盾していることを示唆している。[ 15 ]

観測された点光源成分のフラックスに単一の温度黒体を当てはめると、非常に大きな半径が得られる。6.9+2.7 −2.9木星（R Jup）の2倍、有効温度は932+193 −202 Kは、埋め込まれた原始惑星の周囲の放射領域をそれぞれ表している。 [ 24 ]この大きな半径は、惑星自体ではなく、惑星を取り囲む拡散した塵とガスのエンベロープまたはデブリディスクを指している。これらの推定値は、 NASA Exoplanet ArchiveによってHD 100546 bの単一の惑星半径と有効温度として誤って使用されている。同じ研究によって、最も適合する光度も発見された。2.3+0.6 −0.4太陽（ L☉ ）の× 10 −4倍の明るさである。 [ 24 ]

惑星の特性の不確実性にもかかわらず、2017年の研究では、HD 100546 bは、非常に赤化した恒星下天体であり、その有効温度は2,630 K、惑星質量と半径25  M Jupと3.4  R Jupであり、大きさで見るとこれまで発見された太陽系外惑星の中で最大のものの一つとなっている。[ 29 ]

惑星c/褐色矮星C

2003年4月には、別の惑星の候補が提案され、その後、2005年にチリの超高層大気観測衛星UVESのエシェル分光器を使用して証拠が収集されました。 [ 34 ]これは、質量が約20 M JでHD 100546から6.5 AUの距離にある惑星の伴星を示す他のデータを確認するものですが、 [ 34 ] ディスクプロファイルのさらなる調査により、褐色矮星などのより質量の大きい天体、または複数の惑星である可能性があることが示唆されています。[ 6 ] 

同じ伴惑星「HD 100546 c」[ 22 ] [ 33 ]は2014年に観測され、その質量は5  M Jと20  M J . [ 35 ] [ 33 ]推定距離はおよそHD 100546から13 AU離れているが、状況証拠はHD 100546 cが内部のディスク空洞を一掃した可能性を示唆しているが、急速にガスを集積していたため、異常に明るくなっていたはずである。[ 33 ]また、約13 AUの周惑星円盤に囲まれていると予想されていた。半径0.1 AUである。 [ 35 ]この惑星の集積率は最大で10 −8  M ☉ /年で、惑星の質量が15  M Jupであると仮定すると、これは惑星の半径進化の軌跡に基づくと、0.13  R ☉である。 [ 19 ]したがって、HD 100546 c は比較的静止状態にあるか、集積による成長が低いレベルにあるか、すでに停止しているかのいずれかである。[ 19 ] HD 100546 c によって生成された可能性のある擾乱の存在は、一酸化硫黄の検出によっても確認されており、これはガスディスクを伝播する衝撃波を示唆している。[ 36 ]

HD 100546 cが検出された位置は、内外円盤の隙間と比較すると内側、中心空洞と比較すると外側であったため、恒星円盤の特徴から惑星の存在が示唆されました。しかし、議論には食い違いがありました。この伴星候補については異論があり、弱偏光円盤の特徴である可能性も指摘されています。

惑星d/褐色矮星D

1.3mmのALMA観測では、位置角37°の点源と投影された距離が7.8 AUで、質量は木星質量の33～77倍で褐色矮星に分類され、惑星候補の1つとなる可能性がある。この星はHD 100546 dと呼ばれる。[ 22 ]

惑星h/褐色矮星H

天文学者たちは、2018年と2021年に観測されたHD 100546のアーカイブVLT/SPHERE-IRDIS SAMデータ2期分を再解析し、暫定的に検出された点源が3年間の観測期間中に分離距離で約10質量、位置角で約18°移動し、推定質量が約25～50 M Jであることを発見しました。これは、HD 100546 h が約0.65という高い離心率で円盤面に近い軌道を周回しているか、あるいは離心率を持つこの天体が円盤に対して約60°という大きな傾斜角で周回していることのいずれかと一致しています。観測された信号が内部ディスクに関連する明るい非対称性によって再現される可能性のある点光源の位置のため、観測された信号を完全に理解し、低質量（亜）恒星の伴星と複雑なディスクの特徴を区別するためには、HD 100546をVLT/SPHERE SAMで再観測して軌道運動を確認するか、HD 100546をVLTI/GRAVITYで観測して内部ディスクのサイズと形態を時間の関数として制限することにより、フォローアップの高コントラスト観測が必要です。[ 20 ]

仮説上の岩石惑星

円盤の乱れは、塵の覆いに完全に埋もれた約10M🜨（おそらく岩石惑星）によって引き起こされた可能性がある。[ 12 ]主星の長半径は約13～15AUで、これは恒星のハビタブルゾーン内である。そして、他の3～7個のガス巨星／褐色矮星は木星よりも強力な重力シールドとして機能し、岩石惑星をデブリや小惑星から守っていると考えられる。

恒星周円盤

ハッブル宇宙望遠鏡によるコロナグラフ光学観測[ 1 ] [ 18 ]では、恒星周円盤に複雑な渦巻き模様が見られる。これらの構造の原因は不明であるが、渦巻き模様は形成中の惑星によって引き起こされる不安定性と整合している。[ 31 ]円盤の色はカイパーベルト天体で得られたものと類似しており、HD 100546でも同様の風化過程が働いていることを示唆している。円盤は比較的平坦で、進化が進んだ状態と整合している。[ 1 ]また、半径40～150 AUの広い隙間があり、おそらく外惑星によって削り取られたと考えられる。[ 31 ]

セロ・トロロ米州天文台の4mブランコ望遠鏡に搭載されたOSCIRから得られた中間赤外線データの分光分析により、ケイ酸塩を含む小さな粒子（10～18μm）の存在が示唆されている。[ 18 ] この物質は恒星から17AU離れた場所で発見され、温度は約227Kである。[ 18 ]

参照

注記

  1. ^ HD 100546の光度はlog( L / L☉ ) =1.29+0.14 −0.14。

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