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トランジット惑星系における Rossiter 効果 I. HD209458 での観測結果

トランジット惑星系における Rossiter 効果 I. HD209458 での観測結果. 東京大学大学院　理学系研究科　成田憲保 共同研究者 太田泰弘、樽家篤史、須藤靖 （東京大学） Joshua N. Winn （ Harvard-Smithsonian Center ） Edwin L. Turner (Princeton Univ.) 佐藤文衛、田村元秀、山田亨、青木和光（国立天文台）. 視線速度のずれ. 時間. 惑星の公転軌道例. Ohta, Taruya & Suto (2005). Rossiter 効果について. 惑星が主星の前を横切ることによる

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トランジット惑星系における Rossiter 効果 I. HD209458 での観測結果

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Presentation Transcript

  1. トランジット惑星系におけるRossiter効果I. HD209458での観測結果 東京大学大学院　理学系研究科　成田憲保 共同研究者 太田泰弘、樽家篤史、須藤靖 （東京大学） Joshua N. Winn （Harvard-Smithsonian Center） Edwin L. Turner (Princeton Univ.) 佐藤文衛、田村元秀、山田亨、青木和光（国立天文台）

  2. 視線速度のずれ 時間 惑星の公転軌道例 Ohta, Taruya & Suto (2005) Rossiter効果について 惑星が主星の前を横切ることによる 見かけの視線速度（RV）のケプラー運動からのずれ →　惑星の公転の仕方に関する情報が得られる

  3. これまでの検出例 • OHP /ELODIE Queloz et al. (2000) , Bouchy et al. (2005) • Keck /HIRES Winn et al. (2005) , Sato et al. (2005) • VLT /UVES Snellen (2004) • それぞれの視線速度の決定方法 • リファレンス＋星のスペクトル • 視線速度測定用のヨードセル＋解析ソフトを用いる（Keck） • ファイバー分光でＴｈと星の同時観測を行う（ELODIE） • 高分散分光観測で星の各吸収線の波長変動を調べる • Snellen (2004) で検出が報告された（VLT）

  4. Motivation すばる望遠鏡でRossiter効果の初検出を目指す • ヨードセル vs通常分光観測 • すばるではヨードセルを使わずどれくらいの精度があるのか？ • 将来のRossiter効果の観測に適した戦略は何か？ • 視線速度の決定精度を決める誤差の要因は何か？ 今回はすばる/HDSでHD209458のトランジットを 分光観測したデータを用いて視線速度解析を行った

  5. 観測設定 すばる /HDS による高分散分光観測 2002年10月の1晩でTransitを含む 30フレームのデータを取得 （観測前後にTh-Arデータを取得） 観測パラメータ 観測波長領域 4100～6800Å 波長分解能 45000 露光時間　　　　～ 500 秒 SN / pix ～ 450 観測phase

  6. 解析手順１．Lineの決定とRVへの変換 • 解析の流れ • IRAFで一次処理の後、fitsからasciiデータに変換 • IRAFでTh-Arによる波長較正を行い、continuumをとった • 強度が0.15以上のlineについて、中心部の20pixelを用いてGaussianフィットを行いline centerを求める • フィットのχ2/νが１より小さいもののみlineとして採用した • 基準のフレームに対するRVを求める • 各lineのRVの時間平均が0になるようRVの原点を取り直す • 基準フレームのRVは平均値のまわりにほぼランダムにばらついた

  7. 星の視線速度（求めたいもの） 地球運動による視線速度のずれ 観測機器の何らかの変動による見かけの視線速度のずれ RVの変化要因 各時刻(ti)・各吸収線(n)のRV

  8. 解析手順２．地球運動の補正 TEMPOを用いてパルサーのパルス到達時刻から 地球運動のRV補正値を求め、補正した

  9. 解析手順３．RVのpixel依存性の決定 本来全ての吸収線は同じRVを示すはず… CCDのpixelによって、RVが±200m/s程度のうねりを見せる 平均値をRVとし、フィットのまわりのバラつきを誤差とした

  10. 解析手順４．Telluric Lineの位置合わせ 6275-6310Åの強い酸素大気吸収線を用いて Cross-Correlationで求めたTelluric Lineの位置のずれを補正した

  11. 誤差の見積り • RVの特性曲線のまわりのバラつき　～30 m/s • Telluric Lineのずれの決定精度　5～15 m/s • 地球運動補正値の決定精度　～1 m/s 以上の square rootから典型的な誤差は～35 m/s となった

  12. Kepler運動の部分がかなりずれている 結果：全体の視線速度曲線 トランジット中のデータから求めたOTS公式(2005)による ベストフィットは順方向のRossiter効果を示した

  13. 結果：Na D線との比較 systematicなずれがあるように見える pixel補正を行ったNa D線のRVの平均値を全体から引いたもの errorが大きく有意なRossiter効果の変化は見られない

  14. 明らかになった事と今後の課題 • ヨードセルを用いないすばる/HDSのRVの決定精度は～35 m/s となった • 主要な誤差はpixel依存した特性曲線のまわりのバラつき • 「検出」はできても惑星系の「モデリング」まではできないレベル • 精度の向上を目指すにはどうしたらよいか？ • ヨードセル入りflat fieldのデータに同様の解析をすればHDSの特性曲線の動向がつかめるのでは？ • トランジットのない日のデータセットに対しても解析を行う • 理論曲線とのresidualに対して天体のaltitudeや望遠鏡の回転速度など他のパラメータとの相関を見る

  15. まとめ • すばる/HDSの通常分光観測データでRossiter効果の検出を試みた • HDSのpixelに依存したRV特性曲線が見つかった • 視線速度の精度としてはヨードセルに及ばない • 順方向のRossiter効果を検出した • 観測への示唆 • この方法には星のスペクトル情報が残るという利点がある • 現状ではヨードセルを用いた視線速度観測の方がすばるでのRossiter効果測定に適していると思われる • 今後の追加解析 • 観測機器によるRV変動のモデル化と除去を目指す

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