系外巨大ガス惑星の衛星の観測可能性と理論モデルへの制約

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CoRoTやKeplerといった宇宙望遠鏡によるトランジット観測の公開データを、これまでの構築してきた数値モデルに適用した。 たとえば、現存の理論モデルでは、巨大ガス惑星の衛星の最大質量は中心惑星の1/10000程度とされている。観測的には大きな衛星ほど検出されやすいので、この限界質量以上の衛星が検出されなければ、理論モデルは妥当だということになる。一方、限界質量以上の衛星が検出されれば、理論モデルに問題があるか、または標準的な微衛星集積による衛星形成モデルではなく捕獲などの他の衛星形成モデルを考えなければならないことになる。また、地球型惑星の衛星については、長時間の潮汐軌道進化が重要となる。現存の理論では、検出可能なくらい大きな衛星については、惑星公転面にほぼ一致した軌道を持つ比較的遠方の衛星か、惑星に近接して軌道面が惑星軌道面から大きく傾いた衛星になるがことが示されている。この理論予測は明確なため、観測データからそれが正しいかどうかに対して強い制約を与えることが可能になる。巨大ガス惑星においては衛星も一般的に形成されると考えられているが、われわれのシミュレーションによると、巨大ガス惑星同士の近接遭遇で連惑星を作る確率が少ないくないことこがわかった。連惑星の場合は衛星よりも検出確率が大きい一方で、トランジットの確率が高い中心星に近い軌道では連惑星の軌道が不安定となるので、0.3天文単位以遠のものしか生き残れないことがわかった。このようなシミュレーションの結果をもとにして、CoRoTやKeplerの公開データの解析から連惑星を検出する可能性について議論し、CoRoTのデータで連惑星の候補を見つけた。これらの結果は米国天文学会誌の Astrophysical Journal に受理された。