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ユニークな星系で2つのガスジャイアントが確認された

新しく発見されたガス巨星がM型矮星の周りの惑星形成についてのヒントを与えてるよ。

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バイナリースターシステムのバイナリースターシステムのガスジャイアントに挑戦してる。新しく見つかった系外惑星が既存の形成理論
目次

最近、系外惑星の探索が進んで、多くの興味深いシステムが発見されてるよ。その中でも、2つのガスジャイアントが広いバイナリシステムの中でミッドM型矮星を横切ることが確認されたんだ。これらの惑星は、特に小さな星の周りを回るガスジャイアントの性質や形成についての洞察を提供してくれる。

システム

注目している2つのガスジャイアントはTOI-3984 A bとTOI-5293 A bだよ。どちらも温暖なガスジャイアントとして分類されていて、広いバイナリシステムに位置してて、つまり遠くに仲間の星がいるってこと。

TOI-3984 A b

TOI-3984 AはM4型矮星で、短い周期で回るガスジャイアントTOI-3984 A bをホストしてる。このシステムには、かなり距離のある白色矮星の仲間もいるんだ。

TOI-5293 A b

TOI-5293 AはM3型矮星で、TOI-3984 Aと似ていて、短い軌道周期を持つガスジャイアントTOI-5293 A bを持ってる。こっちも大きな距離を置いてM型矮星が伴ってるよ。

観測と方法論

この2つのシステムのデータは、地上の望遠鏡と宇宙ミッションを組み合わせて集められたもので、特にトランジッティングエクソプラネットサーベイサテライト(TESS)が活躍してる。フォトメトリー、イメージング、高精度スペクトロスコピーなどのさまざまな技術を使って、TOI-3984 A bとTOI-5293 A bの惑星の地位を確認したんだ。

フォトメトリーデータ

フォトメトリック観測は、TESSが両方の星を観測している特定の時間枠で行われた。この観測によって、ガスジャイアントがホスト星の前を通過する時の明るさの減少を見ることができるんだ。

地上観測

TESSのデータに加えて、地上の望遠鏡も貴重な情報を提供してるよ。トランジットイベントの複数の観測が行われて、さまざまなノイズや不確実性を考慮した方法でデータが分析されたんだ。

スペクトロスコピーデータ

スペクトロスコピー測定は、ガスジャイアントのさらなる確認を提供してくれる。この測定は、惑星の質量を決定するのに役立ち、彼らの軌道特性を理解するのにも寄与してるよ。

惑星の特徴

TOI-3984 A bとTOI-5293 A bは、現在知られている最もクールなガスジャイアントの中の一つで、さらなる研究の興味深い対象になってる。

他の系外惑星との比較

他のM型矮星の周りで発見されたガスジャイアントと並べると、この2つはサイズや温度がユニークな特徴を持ってる。TOI-3984 A bは、その小さな質量と半径からサブサターンに分類されていて、TOI-5293 A bはホットジュピターにカテゴライズされてる。

形成理論

ホットジュピターがどのように形成されるかは、天文学における重要な問いの一つだね。主に2つの理論があって、その一つはインシチュー形成で、惑星が星の近くで形成されるって考え。もう一つはエクスシチュー形成で、別の場所から移動してくるっていうものだよ。

M型矮星の周りの課題

M型矮星の周りでガスジャイアントが形成されるのは難しいと考えられてる。研究によると、小さな惑星の方が一般的で、ホットジュピターは比較的稀なんだ。観測では、M型矮星の周りでホットジュピターの発生率が、太陽に似た星と比べて低いことが示されてるよ。

幅広いバイナリ伴星の役割

距離のある伴星の存在は、惑星の形成のダイナミクスに影響を与えるかもしれない。伴星の重力効果が、惑星の移動経路を変えることがあるんだ。

ホスト星の特徴

TOI-3984 AとTOI-5293 Aは、それぞれの有効温度、表面重力、その他の重要なパラメーターによって特徴づけられてるよ。

星の温度と年齢

回転周期に基づく星の年齢の推定によると、両方の星はおそらく7億から51億年の間にあると思われる。この年齢範囲は、星がそれぞれの惑星を持ちながら軌道を安定させるのに十分な時間があったことを示してる。

幅広いバイナリシステムの性質

TOI-3984 AとTOI-5293 Aは、仲間の星がかなり遠くにいる広いバイナリシステムに位置してる。

惑星の安定性への影響

このシステムの星同士の大きな距離は、惑星の軌道を不安定にさせる可能性のある重力相互作用の可能性を減少させてるよ。

惑星の移動理論

ガスジャイアントの移動は、その起源を理解する上で重要な側面だね。

重力相互作用

研究によると、ガスジャイアントはしばしばプロトプラネタリーディスク内の重力相互作用によってホスト星に向かって移動することがあるんだ。ただし、幅広いバイナリ伴星があると移動パターンが変わって、星の近くで形成される能力を妨げることがあるよ。

今後の観測

TOI-3984 A bとTOI-5293 A bは、今後の研究に最適な候補だね。これらのガスジャイアントは、冷たい温度とアクセスしやすさから、温暖なガスジャイアントの大気をさらに理解する機会を提供してくれるよ。

大気の特性評価

James Webb宇宙望遠鏡(JWST)のような先進的な望遠鏡を使った今後の観測で、これらの惑星の大気の組成に関する貴重なデータが得られるかもしれない。

まとめ

2つのガスジャイアント、TOI-3984 A bとTOI-5293 A bが、広いバイナリシステムの中でM型矮星を横切ることが確認されたよ。このユニークな特徴を持つガスジャイアントは、惑星の形成や移動、温暖なガスジャイアントの大気を研究するのに役立つんだ。

結論として、TOI-3984 A bとTOI-5293 A bの研究は、ガスジャイアントについての知識を深めるだけでなく、異なるタイプの星の周りの惑星系についての理解を広げることに貢献するよ。今後の観測が、これらの興味深い世界にもっと光を当てることを間違いなく期待できるね。

オリジナルソース

タイトル: TOI-3984 A b and TOI-5293 A b: two temperate gas giants transiting mid-M dwarfs in wide binary systems

概要: We confirm the planetary nature of two gas giants discovered by TESS to transit M dwarfs with stellar companions at wide separations. TOI-3984 A ($J=11.93$) is an M4 dwarf hosting a short-period ($4.353326 \pm 0.000005$ days) gas giant ($M_p=0.14\pm0.03~\mathrm{M_{J}}$ and $R_p=0.71\pm0.02~\mathrm{R_{J}}$) with a wide separation white dwarf companion. TOI-5293 A ($J=12.47$) is an M3 dwarf hosting a short-period ($2.930289 \pm 0.000004$ days) gas giant ($M_p=0.54\pm0.07~\mathrm{M_{J}}$ and $R_p=1.06\pm0.04~\mathrm{R_{J}}$) with a wide separation M dwarf companion. We characterize both systems using a combination of ground-based and space-based photometry, speckle imaging, and high-precision radial velocities from the Habitable-zone Planet Finder and NEID spectrographs. TOI-3984 A b ($T_{eq}=563\pm15$ K and $\mathrm{TSM}=138_{-27}^{+29}$) and TOI-5293 A b ($T_{eq}=675_{-30}^{+42}$ K and $\mathrm{TSM}=92\pm14$) are two of the coolest gas giants among the population of hot Jupiter-sized gas planets orbiting M dwarfs and are favorable targets for atmospheric characterization of temperate gas giants and three-dimensional obliquity measurements to probe system architecture and migration scenarios.

著者: Caleb I. Cañas, Shubham Kanodia, Jessica Libby-Roberts, Andrea S. J. Lin, Maria Schutte, Luke Powers, Sinclaire Jones, Andrew Monson, Songhu Wang, Guðmundur Stefánsson, William D. Cochran, Paul Robertson, Suvrath Mahadevan, Adam F. Kowalski, John Wisniewski, Brock A. Parker, Alexander Larsen, Franklin A. L. Chapman, Henry A. Kobulnicky, Arvind F. Gupta, Mark E. Everett, Bryan Edward Penprase, Gregory Zeimann, Corey Beard, Chad F. Bender, Knicole D. Colón, Scott A. Diddams, Connor Fredrick, Samuel Halverson, Joe P. Ninan, Lawrence W. Ramsey, Arpita Roy, Christian Schwab

最終更新: 2023-06-27 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://arxiv.org/abs/2302.07714

ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2302.07714

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。

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