【宇宙】アマチュア天文家が見つけた重力マイクロレンズ現象から太陽系外惑星を発見 [11/01]
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2019/11/1
https://sorae.info/astronomy/kojima1l.html
今から2年前に群馬県のアマチュア天文家・小嶋正さんが発見した恒星の増光現象（天体の明るさが増す現象）から、地球の20倍の重さを持つ系外惑星が見つかったとする研究成果が発表されました。
■増光は恒星と系外惑星がもたらした「重力マイクロレンズ」現象
2017年11月1日、小嶋さんはおうし座の方向に普段よりも明るくなった恒星を発見。国立天文台をはじめとした国内外の天体望遠鏡や海外の研究者・アマチュア天文家らなどによって、この恒星に対する追加観測が実施されました。
その結果、地球からおよそ2600光年離れた恒星（光源星）の手前を別の恒星（太陽のおよそ0.6倍の質量）が横切ったことで、光源星の光が集められて明るく見える「重力マイクロレンズ」現象が生じたものと確認されました。重力マイクロレンズとは、恒星などの重力によって光の進む向きが曲げられることで、その背後にある光源星の明るさが増したように観測される現象です。
さらに、その明るさの変化を詳細に分析したところ、横切った恒星には系外惑星が周回していることも判明しました。研究チームが「Kojima-1Lb」と呼ぶ系外惑星の質量は地球のおよそ20倍、海王星よりも一回り大きいことが明らかになっています。
■雪線付近を公転する系外惑星だった
https://sorae.info/wp-content/uploads/2019/11/20191101-okayama-fig-full.jpg
今回見つかった系外惑星Kojima-1Lbは、主星（横切った恒星「Kojima-1L」）からおよそ1天文単位離れた場所を公転していることもわかりました。実はこの距離が重要な意味を持っています。
恒星の周囲には、水が凝結して氷になるかどうかの境界を意味する「雪線（snow line）」と呼ばれる距離があります。誕生したばかりの恒星を取り囲む原始惑星系円盤の雪線付近では、塵に加えて氷も存在することから固体物質が集まりやすく、それだけ惑星が形成されやすいと考えられています。
しかし、雪線は恒星からある程度離れたところにあります。現在おもに利用されている観測手法では恒星に近い系外惑星ほど見つかりやすく、雪線付近の系外惑星を見つけるのは難しいという制約がありました。
ところが系外惑星Kojima-1Lbは、主星が誕生したばかりの頃の雪線付近を公転しています。偶然とはいえ雪線に海王星サイズの系外惑星が発見されたという事実から、研究チームは、他の恒星の雪線付近にも同じように惑星が形成されている可能性が示唆されるとしています。
■重力マイクロレンズで見つかった系外惑星では一番近い
また、Kojima-1Lbは、重力マイクロレンズによって発見された系外惑星としてはこれまでで最も近い（地球からおよそ1600光年先）系外惑星でもあります。
重力マイクロレンズ現象は確率的に恒星が多く存在する場所で起こりやすいことから、従来は天の川銀河の中心方向が重点的に捜索されてきました。ただ、この手法で見つかった系外惑星までの距離は1万光年以上と遠く、詳細な観測を実施することが困難でした。
いっぽう、Kojima-1Lbは距離が近いことから、主星の特徴や系外惑星の軌道などを詳細に調べることが可能です。研究チームは今後、雪線付近の系外惑星をより多く見つけるべく、東京大学木曽観測所の105cmシュミット望遠鏡に取り付けられた超広視野CMOSカメラ「Tomo-e Gozen（トモエゴゼン）」などを使い、重力マイクロレンズ現象を全天で捜索する予定です。
https://sorae.info/wp-content/uploads/2019/08/PIA01492.jpg
Image: 東京大学
https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2019/6605/ 小嶋正氏の発見したこの増光現象は2006年の多胡イベント以来のもの アマチュア天文家の多胡昭彦氏は、2006年に近傍の恒星での、
重力マイクロレンズ現象をが初めて発見した
これが多胡イベント
そもそも重力マイクロレンズ現象による系外惑星の発見は2003年が
最初だが、銀河中心方向の遠距離でのものだった 小嶋イベントが起こったのは2017年10月31日
アマチュア天文家の小嶋正氏がおうし座方向に増光天体を発見した
増光の前後で色の変化が無い、スペクトルが通常の主系列星のもの
などから超新星の可能性が除外され、重力マイクロレンズ現象と
判明 欧州の天文台による追観測の中で、増光現象の光度曲線に
逸脱が検出される
20118年にイタリアのチームの解析により、これは伴星の存在を
示すものとされ、その質量比から惑星であると判明
なお日本側はこの時昼だったので観測ができなかった この時の推定値では、0.25太陽質量の恒星に9地球質量ほその
スーパーアースが巡っているとされた
今回の東京大学等の発表はこれら数値を修正したもの この恒星の正式名はTCP J05074264+2447555
Kojima-1Lと呼んでるのは今のところ、東京大学だけみたい
重力レンズ法で発見された系外惑星系には、増光事象名+L
という呼称名をつけてもいいらしいから、普及すれば
恒星系Kojima-1Lとか呼ばれるようになるのかも 光で2600年掛かる距離が近いって表現はめまいがするね スノーラインが1AUになるという事は主星の放射が弱い
という事を意味している
太陽系におけるスノーラインは3AUあたりにある 重力マイクロレンズ現象は2つの天体が地球から見て
1ミリ秒、1/1000秒以下で重ならないと起こらない
つまり確率的な現象なので、星が密集している中心方向
以外で発見できるのは相当に珍しい 小嶋正氏は既に60代半ばのベテランだよ
新星発見では、板垣氏と名前を連ねてる事も多い
ちなみに多胡昭彦氏は77歳
アマチュア天文家はもう絶滅に瀕した存在になってるのが
現実… 自分も天体望遠鏡が欲しいけど、都内でそんなもん持ってた日には覗きと間違われそう。
昔はベランダから天の川が見えてたんだけどな... このKojima-1Lは増光現象が起こるまでは
存在自体知られてなかったぽい
系外惑星データベースにも恒星名はTCP J05074264+2447555しかない
今回の発表だと、k型とM型の境界線上にある恒星らしいけど
まあほぼ赤色矮星みたいなものだろうね Kojima-1Lの質量は0.59±0.03太陽質量
距離は500±50パーセク、つまり1793光年〜1467光年
その惑星は1.1AUの軌道長半径を持ち、20±2地球質量
海王星が17.1地球質量だから一回り大きいくらい
スノーラインあたりにあるのでガス惑星として存在する事が可能
スーパーアースの可能性もあるけれど Kojima-1Lは13.7等級で、マイクロレンズ法で発見された惑星系の
中では最も明るい
他の星は1万光年超なので、当たり前と言えば当たり前ではあるけど
今はまだ、光源星とレンズ星のKojima-1Lが重なりすぎているので
観測には適さないが、数年して十分に離れたら分光観測が行われる
予定 >>18
スーパーアースならどんな生物がいるのやら 軌道がスノーラインの位置だから、惑星上に水があっても
凍りついてる可能性大
自動的に生命も無理っぽくなるわけで… 重力レンズ効果を最初に発表したのはアインシュタイン、ではなく
ロシアのオレスト・フヴォリソンだったりする
それから10年以上経った1936年、アインシュタインが「依頼」されて
論文にした事で有名になったけど、当人は「それが観測される事は
まずあり得ない」と信じてなかった
けれど1979年、重力レンズ効果はツインクエーサーとして実際に
観測される事になったワケで… 重力レンズが観測手段として使われ始めたのは1990年代
からだが、惑星を持つ恒星系の発見に成功したのは2003年
以後、観測システムが組まれ、銀河中心方面では成果を挙げて
きたが、それ以外の近傍天体では上手くいってなかった
実際、近傍天体で今回のような強い増光を起こした事例は2つしかない
それだけ確率の低い現象なわけだけど、その両方を日本のアマチュア
天文家が見つけてるのだから、不思議な話 とにかく金がかかる天体望遠教の成果が2chにニュースになるのは
アマチュアの成果のほうが多い
サソリ座あたりの新星発見もアマだった と思ったら、小嶋氏は2018年07月にも重力マイクロレンズらしい
増光現象を発見してるのね
距離はよく分からないけど、14.6等から10.7等まで
増光してるからかなり強い
連星系によるレンズ効果ではないかとされてるが… 重力マイクロレンズ法は、他の検出方法と違って
恒星から1〜10AUほど離れた惑星への感度が最も高い
欠点は1回しか観測機会がない事、そして質量や軌道の
特定は困難な事 惑星サイズの望遠鏡まだ？それもピンホールレンズで。 2018年07月の増光現象は、やはり連星系による重力マイクロレンズ
だったらしい
2019年の論文で、太陽よりわずかに小さい連星によるもので
距離は2万光年ほどという分析が出てる Tomo-e Gozenは超広視野CMOSカメラ
現在主流のCCDと異なり、CMOSは高速読み出しが可能なため
短時間の天文現象もキャッチできる
1晩の観測で得るデータは30テラバイトにも及ぶ
しかし何かの略称をもじって巴御前ってなったのかと思ったら、
ただ同じ木曽地方だからってだけなのね 巴御前は2015年11月にファーストライトに成功し、
今年10月から正式に稼動した
近傍天体の重力マイクロレンズ現象の発見を5件/年程度
まで引き上げられると期待されている しかし巴御前みたいな広域大量観測システムは
アマチュア天文家の存在価値を否定するものか
と思ったら、むしろ協力体制にあるのね
巴御前のシステムは大量のデータから特異な天文現象と
思われるものを自動的にピックアップするが、その数が
あまりに多すぎるのでフォローが追いつかない
そこでアマチュア天文家にリアルタイム追観測を行って貰い
真偽を確認するのだそうだ
いわば機械学習の限界を人力でカバーしてるような状態… 小嶋正氏はちょっと変わっていて、銀塩写真での観測経験が
ないらしい
使っているのも望遠鏡ではなく、デジタル一眼と望遠レンズ
との事 系外惑星の発見なんか、未だに素人が出来るもんなのか
AIとか使って1発で調べてそうだが 板垣氏の名前しか知らないような人は、今年の日本天文学会の
天体発見功労賞の受賞者だけでも憶えておくといいと思う
小嶋正
西村栄男
藤川繁久
岩本雅之
いずれも板垣氏に引けをとらない大ベテランのアマチュア天文家だよ 日本の重力レンズ観測って、2003年が転機だったんだなあ
それまで国内じゃマイナーな分野だったのが、重力レンズによる
系外惑星の初発見という快挙で一転、世界をリードする立場になった
今では近赤外線で重力レンズを観測するPRIMEを南アフリカに
建設するまでになっている… >>15
天体観測ブームなんて40年前とかだからなー >>35
各国の機関の予算は潤沢にある訳じゃないからね。
限られた予算でチマチマやるから流行りでないものは捨て置かれる。 といっても小嶋氏は増光現象を見つけただけで、マイクロレンズ現象か
どうかは各天文台の追観測と分析によるもの
もう個人だけで何かが出来る時代ではないし、国家レベルでさえ不十分
国際的な連携なしには何も達成できないというのが現実だよ
今回の分析だって、欧州の観測データなしには不可能だったのだから 結局、アマチュア天文家の利点はフットワークの軽さ
って事になるんだろうな
それなりの規模の天文台になると、観測スケジュールが
策定されてるから、突発事象にはなかなか対応しにくい
そういう時、とりあえず観測してくれる存在として、しばらくは
存在価値は続くのかもしれない あなたも市民天文学者に。
国立天文台は11月1日、ボランティアプロジェクト GALAXY CRUISEを
開始した
パソコンのブラウザとインターネット接続環境されあれば、誰でもハワイの
すばる望遠鏡が撮影した本物の銀河の画像の分類作業に参加できる そもそも重力レンズ効果自体がアマチュアの思いつきだった。
ルディー マンドルというチェコのアマチュア科学者が重力レンズ効果に気づいたが、
思いつきを論文の形にできるほどの数学的素養は無かったので、
協力者を求めてアメリカ科学アカデミーを訪ねた。
アメリカ科学アカデミーはアインシュタイン本人を紹介して旅費まで渡した。
アインシュタインはマンドルのしつこさに根負けして論文を書いたが、
自分では大して意味のある論文だとは思ってなかった。
しかし、一般相対性理論が学会に受け入れられたのは、
理論の予測した重力レンズ効果が観測で確認されたおかげ。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8D%E5%8A%9B%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%BA
アインシュタインは論文発表後に
サイエンスの編集者（J. McKeen Cattell）に宛てた手紙（1936年12月18日付け）の中で、
「あの論文はマンドル氏をなだめるために書いたのです。
マンドル氏が私に強いたあの小論を雑誌に載せていただいて感謝しています。
ほとんど価値のない論文ですが、あの可哀想な男は喜んでいるでしょう。」
（Let me also thank you for your cooperation with the little publication,
which Mr. Mandl squeezed out of me.
It is of little value, but it makes the poor guy happy.）
と書いている。 論文として発表したのは1924年のオレスト・フヴォリソンが
最初だよ
そもそもアインシュタイン自身も1912年ごろの相対性理論を
まとめる過程でレンズ効果の計算はしてたしね ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
