「ヘアピンカーブ」に巻き込まれた太陽系外惑星が、質量の大きなガス惑星がどのように形成されるかを示唆(Exoplanet caught in ‘hairpin turn’ signals how high-mass gas giants form)

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2024-07-17 ペンシルベニア州立大学(PennState)

ペンシルベニア州立大学の研究者が、これまで発見されたトランジット惑星の中で最も楕円形の軌道を持つ惑星を発見しました。この惑星TIC 241249530は非常に伸びた軌道を持ち、恒星の回転とは逆方向に軌道を描いています。この発見は、近接する巨大ガス惑星(ホットジュピター)の形成や進化についての理解を深める可能性があります。研究は『Nature』誌に掲載されました。惑星は恒星に非常に接近する際に急なターンを見せ、その軌道の偏心率は0.94で、これはこれまでのトランジット惑星の中で最も高い値です。研究チームは、NASAのTESS衛星を使用してこの惑星を発見し、その後地上の望遠鏡を用いて確認しました。今回の発見は、ホットジュピターがどのようにして近接する軌道に移行するのかを解明する手助けとなり、今後の研究に新たな道を開くものです。

<関連情報>

超偏心逆行軌道にあるホットジュピター始祖惑星 A hot-Jupiter progenitor on a super-eccentric retrograde orbit

Arvind F. Gupta,Sarah C. Millholland,Haedam Im,Jiayin Dong,Jonathan M. Jackson,Ilaria Carleo,Jessica Libby-Roberts,Megan Delamer,Mark R. Giovinazzi,Andrea S. J. Lin,Shubham Kanodia,Xian-Yu Wang,Keivan Stassun,Thomas Masseron,Diana Dragomir,Suvrath Mahadevan,Jason Wright,Jaime A. Alvarado-Montes,Chad Bender,Cullen H. Blake,Douglas Caldwell,Caleb I. Cañas,William D. Cochran,Paul Dalba,… Carl Ziegler
Nature  Published:17 July 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-024-07688-3

「ヘアピンカーブ」に巻き込まれた太陽系外惑星が、質量の大きなガス惑星がどのように形成されるかを示唆(Exoplanet caught in ‘hairpin turn’ signals how high-mass gas giants form)

Abstract

Giant exoplanets orbiting close to their host stars are unlikely to have formed in their present configurations1. These ‘hot Jupiter’ planets are instead thought to have migrated inward from beyond the ice line and several viable migration channels have been proposed, including eccentricity excitation through angular-momentum exchange with a third body followed by tidally driven orbital circularization2,3. The discovery of the extremely eccentric (e = 0.93) giant exoplanet HD 80606 b (ref. 4) provided observational evidence that hot Jupiters may have formed through this high-eccentricity tidal-migration pathway5. However, no similar hot-Jupiter progenitors have been found and simulations predict that one factor affecting the efficacy of this mechanism is exoplanet mass, as low-mass planets are more likely to be tidally disrupted during periastron passage6,7,8. Here we present spectroscopic and photometric observations of TIC 241249530 b, a high-mass, transiting warm Jupiter with an extreme orbital eccentricity of e = 0.94. The orbit of TIC 241249530 b is consistent with a history of eccentricity oscillations and a future tidal circularization trajectory. Our analysis of the mass and eccentricity distributions of the transiting-warm-Jupiter population further reveals a correlation between high mass and high eccentricity.

1701物理及び化学
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