新しい系外惑星を探そう

国立天文台

太陽系外惑星探査プロジェクト室

成田憲保

自己紹介

1981 年 2 月生まれ

1993 年 4 月～　千葉・東邦大学付属東邦中学・高校

1999 年 4 月～　東大理科一類（ 2001 年物理学科

へ）

2003 年 4 月～　東大大学院・宇宙理論研究室進学

2008 年 3 月　　東大博士課程修了

2008 年 4 月～　国立天文台で研究員

主な研究テーマは太陽系外惑星系の観測

太陽系外惑星の大気環境

太陽系外惑星の形成過程

目次

1 章：太陽系の惑星について

2 章：太陽系外惑星の探し方

3 章：これまでに見つかった惑星たち

4 章：新しい系外惑星を探そう

太陽系の惑星たち

私たちはこの惑星に住んでいる

太陽系の惑星の軌道

目次

1 章：太陽系の惑星について

2 章：太陽系外惑星の探し方

3 章：これまでに見つかった惑星たち

4 章：新しい系外惑星を探そう

恒星…自分で輝く星（例：太陽・夜空の星）

惑星…自分では輝かず、恒星のまわりを

　　　まわっている星（例：地球・火星） ＜太陽系外惑星＞

＝　太陽以外の恒星にある惑星

恒星と惑星

太陽系外惑星は直接見るのが難しい

暗いもののそばに明るいものがあると何も見えなくなってしまう

すばる望遠鏡では恒星を隠す装置を作って2009 年に惑星を発見した

天文学者が考えた間接的方法

1. 恒星の動くスピードを測る方法

• ドップラー法

2. 惑星が恒星の前を通るのを見つける方法

• トランジット法

直接見えない惑星をどう見つけるか？

ドップラー法

・太陽は ~10 m/s でふらついている

・世界最高の装置は ~1 m/s まで測定可

・将来は ~2 cm/s の測定を目指している

恒星

惑星

惑星が公転していると、恒星も反動で少しだけ動く

ドップラー効果を使ってこの速度を望遠鏡の装置で測定する

ちなみに

トランジットを探す方法

2006 年 11 月 9 日　「ひので」撮影

水星のトランジット

惑星が恒星の前を通る食（トランジット）を探す

ちょっとだけ暗くなる

太陽系外でも太陽系でのトランジット

24000 個の星を

同時に観測

トランジット探しの様子の例

この中から周期的に

暗くなる星を探す

目次

1 章：太陽系の惑星について

2 章：太陽系外惑星の探し方

3 章：これまでに見つかった惑星たち

4 章：新しい系外惑星を探そう

系外惑星の発見数 (2011 年 9 月 )

2011 年 9 月現在、合計 500 個以上の惑星系が発見されている

系外惑星の発見数 (2011 年 10 月 )

2011 年 10 月現在、合計 600 個以上の惑星系が発見されている

最初に系外惑星を発見した人たち

左： Queloz 氏、右： Mayor 氏

発見した望遠鏡

フランス・オートプロバンス天文台

太陽系の惑星

太陽系は宇宙の中で標準的？？

• 公転周期　～　４日！　（水星でも８８日）

• 恒星（太陽）からの距離　

＝　地球と太陽の距離の２０分の１

• 表面の温度　～　１０００度

• 惑星の大きさ　→　太陽系の木星サイズ

灼熱の巨大ガス惑星→ 　ホットジュピター

最初 (1995 年 ) に見つかった惑星

軌道が細長いだ円の惑星→ 　エキセントリックプラネット

HD80606b という惑星の軌道

近いところは恒星のすぐそば

遠いところは地球あたり

恒星の自転と逆向きに公転する惑星→ 　逆行惑星

地球より大きな岩石惑星→ 　スーパーアース

2009 年 8 月に発表された

CoRoT-7b の想像図

恒星のすぐそばを公転する

地球の 1.7倍の大きさの惑星

これまでにわかったこと

・ホットジュピター

・エキセントリックプラネット

・逆行惑星

・スーパーアース

太陽系は宇宙の「標準的」な惑星系ではなさそう

（でも特別なのかどうかはわからない）

宇宙にはさまざまな惑星系がある

目次

1 章：太陽系の惑星について

2 章：太陽系外惑星の探し方

3 章：これまでに見つかった惑星たち

4 章：新しい系外惑星を探そう

これから探したい惑星は？

地球のような岩石の惑星で

恒星からの距離がちょうどよく

液体の水が豊富にあるような惑星

地球のように生命を育む可能性のある惑星

ハビタブルプラネット（生命居住可能惑星）

ハビタブルプラネットの位置

恒星のまわりで液体の水が存在する位置は恒星の温度によって変わる

ハビタブルな場所にある

地球のような惑星を探そう！

これからの目標

Kepler(ケプラー ) 計画

(NASAより )

2009 年 3 月 6 日打ち上げ

NASA を中心とした欧米の

共同研究チーム

1m 望遠鏡でトランジット

探し

地球以下 ( 水星 ) の大きさ

の惑星まで発見可能

~50 個の地球サイズの惑星

が発見できるという見積り

TrES-2(Kepler-1)

HAT-P-7(Kepler-2)

HAT-P-11(Kepler-3)

Kepler が打ちあがる前に知られていた惑星

<1.25 RE

Kepler が最初の 4 か月で発見した惑星候補

地球サイズ

スーパーアース海王星サイズ木星サイズ

1235 個の惑星候補の発見

54 個の惑星がいわゆる

ハビタブルゾーンにある

うち地球型惑星は 5 個

自分たちでも探そう

• 今年度から太陽系の近く ( ～ 50光年以内 ) にある太陽

より低温度の恒星でトランジット惑星探しを開始

– ハワイ大学との共同研究で 50 個ほどターゲット選定済み

• 地上の赤外線望遠鏡を用いたトランジット観測によっ

て、低温度星のトランジット地球型惑星を探索する

– 岡山、ハワイ、南アフリカ、チリにある 1-2m の望遠鏡

に観測時間を確保

使用する望遠鏡

岡山 188cm 望遠鏡 IRSF1.4m 望遠鏡 miniTAO1m 望遠鏡

岡山での観測提案が採択

南アで既知の惑星のトランジットを検出

惑星が存在すれば、発見できるレベルに到達している

まとめ

• 太陽系外惑星は 1995 年に初めて発見され、それから始

まった新しい研究テーマ

• 宇宙には太陽系の惑星とは異なる性質を持つ惑星が数多

く存在することが明らかになった

• これから生命居住可能惑星の探索が本格的に開始される

• 今後の発見にご期待ください