周連星惑星

連星系周回惑星は、 1つの恒星ではなく2つの恒星を周回する惑星である。連星系では2つの恒星が互いに周回するが、惑星は通常、2つの恒星のどちらよりも系の中心から遠い位置を周回する。対照的に、連星系の恒星周回惑星は、2つの恒星のうちの^1つの周囲を、もう一方の恒星の軌道距離よりも近い位置で安定して周回する（連星系の居住可能性を参照）。2013年の研究では、連星系周回惑星とその恒星が単一のディスクから発生するという強い兆候があることが示された。^[2]

最初に確認された周連星系惑星は、ミリ秒パルサーと白色矮星を含み、球状星団M4に位置するPSR B1620-26系を周回しているのが発見された。3番目の天体の存在は1993年に初めて報告され、^[3] 5年間の観測データに基づいて惑星であると示唆された。^{[4] 2003年に、この惑星は木星の2.5倍の質量を持ち、軌道}長半径23 AUの低離心率の軌道を回っていることがわかった。^[5]

主系列星の周りを回る最初の周連星系惑星は、2005年にHD 202206系で発見されました。これは、太陽のような恒星と褐色矮星からなる系を周回する木星サイズの惑星です。^[6]

HD 202206は太陽に似た恒星で、17  M _Jと 2.4  M _Jの 2 つの天体が周回している。HD 202206 b が褐色矮星または「超惑星」に分類されることは明らかである。HD 202206 b は実際には太陽質量の 0.089 倍の赤色矮星である。2 つの天体は両方とも原始惑星系円盤で形成され、内側の天体が超惑星になったか、外側の惑星が連星系円盤で形成された可能性がある。^[6] このシステムの動的解析では、さらに、惑星と褐色矮星の平均運動共鳴が 5:1 であることが示された。^[7] これらの観察から、このシステムがどのように形成されたかという疑問が生じるが、数値シミュレーションでは、連星系円盤で形成された惑星は共鳴に捕らえられるまで内側に移動できることが示されている。^[8]

2011年9月15日、天文学者はNASAのケプラー宇宙望遠鏡のデータを使い、部分日食に基づく周連星系惑星の初発見を発表した。^{[9] [10]}ケプラー16bと呼ばれるこの惑星は、地球から約200光年離れた白鳥座にあり、土星ほどの質量を持つ岩石とガスの凍った世界であると考えられている。この惑星は、やはり互いの周りを回っている2つの恒星の周りを公転しており、一方は太陽の約3分の2の大きさで、もう一方は太陽の約5分の1の大きさである。惑星による恒星の各公転には229日かかり、一方惑星は225日ごとに系の重心の周りを公転し、恒星は約3週間ごとに互いを食する。

2012年にプラネットハンタープロジェクトのボランティアが四重星系の周連星系惑星PH1b（プラネットハンター1b）を発見した。^[11]

2015年、天文学者は公転周期240.5日の連星系惑星ケプラー453bの存在を確認した。 ^[12]

2016年6月13日、ケプラー1647bと呼ばれる新しい惑星の存在が発表された。この惑星はケプラー望遠鏡によって発見された。この惑星はガス巨星で、大きさは木星に近く、 PSR B1620-26に次いでこれまでに発見された周連星系惑星の中で2番目に大きい。この惑星は恒星の居住可能領域に位置し、1107日で恒星系を周回しており、これはこれまでに確認されたトランジット系外惑星の中で最も長い周期となっている。^[13]

この低質量X線連星系（LMXB）の周囲に巨大な惑星または褐色矮星が存在することが、X線食の周期的遅延法によって発見された。^[14]

2020年1月6日、地球の約6.9倍の大きさで1,300光年離れたTOI-1338 bと呼ばれる大きな惑星の存在が発表されました。 ^[15]

1999年、マイクロレンズ効果によって、近接連星系MACHO-1997-BLG-41を周回する惑星が発見されたという主張が発表されました。 ^{[16]この惑星は2つの}赤色矮星 の周りを広い軌道で周回していると言われていましたが、この発見は連星系自体の軌道運動によってより適切に説明できることが判明したため、後に主張は撤回されました。^[17]

食連星系CM ドラコニス（それ自体が三重連星系 GJ 630.1 の一部）の周囲に惑星を発見する試みが何度かなされてきた。食連星系では通過惑星の調査が行われたが、決定的な発見はなく、最終的には候補惑星の存在はすべて否定された。^{[18] [19]}最近では、軌道を回る惑星に伴う反射運動によって生じる恒星の食のタイミングの変化を検出するための努力がなされてきたが、現在のところ発見は確認されていない。連星の軌道は偏心しているが、潮汐力によって軌道が円形になるはずのこのような近い連星では予想外である。これは、連星系の偏心を維持している重力効果を持つ巨大な惑星または褐色矮星がペアの周囲を周回していることを示しているのかもしれない。 ^[20]

惑星形成の過程を示す可能性のある連星周円盤がいくつかの恒星の周囲に見つかっており、実際、距離が 3 AU 未満の連星の周囲では一般的です。^{[21] [22]}注目すべき例の 1 つは、約 34 AU 離れた 2 組の連星からなるHD 98800システムです。連星系 HD 98800 B は、長半径 0.983 AU の非常に偏心した軌道上にある、0.70 太陽質量と 0.58 太陽質量の 2 つの恒星で構成されており、相互に傾斜し偏心した恒星軌道の重力効果によって歪んでいる複雑な塵円盤に囲まれています。^{[23] [24]}もう 1 つの連星系 HD 98800 A には、大量の塵は関連していません。^[25]

2008年に発表された食連星系HW Virginisは、準矮星Bと赤色矮星で構成され、惑星系もホストしていると主張されました。主張されている惑星は、それぞれ少なくとも木星の8.47倍と19.23倍の質量を持ち、公転周期は9年と16年であると提案されています。提案されている外惑星は、用語の定義によっては褐色矮星と見なされるほどの質量がありますが、 ^{[26]発見者は、軌道構成から、周連星系円盤から惑星のように形成されたことを示唆していると主張しました。両方の惑星は、主星が}赤色巨星の段階で物質を失ったときに追加の質量を獲得した可能性があります。^[27]

この系に関するさらなる研究^[28]では、候補惑星として提案された軌道は、系の年齢よりもはるかに短い時間スケールで破滅的に不安定であることが示された。実際、著者らは、この系は不安定すぎて存在できないことを発見した。考えられる軌道解の全範囲にわたって、平均寿命は1000年未満である。同様に進化した連星系の周囲に提案されている他の惑星系と同様に、観測された連星の挙動は、主張されている惑星以外の何らかのメカニズムによるものであり、主張されている惑星は単に存在しない可能性が高いと思われる。

ケプラー宇宙望遠鏡の結果は、周連星系惑星系が比較的一般的であることを示している（2013年10月時点で、探査された約1000個の食連星のうち7個の惑星を宇宙望遠鏡は発見した）。

連星系周回惑星が存在できる恒星配置は多岐にわたる。主星の質量は太陽質量の 0.69 から 1.53 倍（ケプラー 16 A とPH1 Aa）、星の質量比は 1.03 から 3.76（ケプラー 34とPH1）、連星の離心率は 0.023 から 0.521（ケプラー 47とケプラー 34）である。惑星の離心率の分布は、ほぼ円形の e=0.007 から、かなり大きな e=0.182（ケプラー 16とケプラー 34）までの範囲である。連星系との軌道共鳴は見つかっていない。^[2]

連星ケプラー34 AとBは、互いに非常に偏心した軌道（e  = 0.521）を描いて公転しており、惑星との相互作用は、わずか1周しただけでケプラーの法則からの逸脱が顕著に表れるほど強い。^{[2] [説明が必要]}

2013 年 8 月時点で知られているケプラー周連星系惑星はすべて、連星系の平面に非常に近い軌道（順行方向）で恒星を周回しており、これは単一の円盤形成を示唆している。^[2]ただし、すべての周連星系惑星が連星系と同一平面にあるわけではない。ケプラー 413bは2.5 度傾いており、これは他の惑星または 3 番目の恒星の重力の影響によるものと考えられる。^{[29] [30]}選択バイアスを考慮すると、惑星軌道と恒星連星間の平均相互傾斜角は約 3 度以内であり、多惑星系の惑星の相互傾斜角と一致している。^[31]

ケプラー413bの自転軸の傾きは11年間で最大30度変化する可能性があり、季節の急激で不規則な変化につながる可能性がある。^[30]

シミュレーションによれば、2014年の研究以前に知られていた周連星系惑星はすべて、ケプラー47（AB）cを除いて、形成場所から大幅に移動した可能性が高いことが示されています。^[32]

安定した恒星と連星系惑星の最小距離は、連星系距離の約2～4倍、または公転周期は連星周期の約3～8倍です。ケプラーの周連星系すべてで最も内側の惑星は、この半径に近い軌道を回っていることがわかっています。惑星の長半径は、この臨界半径の1.09倍から1.46倍の間です。その理由は、臨界半径の近くでは移動が非効率になり、惑星がこの半径のすぐ外側に残る可能性があるためです。 ^[2]

最近、最も内側の惑星の半径の分布は、選択バイアスを考慮すると対数一様分布と一致しており、より内側の惑星がより簡単に検出されることが判明しました。^[31]これは、安定限界付近での惑星の集積と惑星の移動の優位性に疑問を投げかけています。

ケプラー食連星のほとんどは周期が1日未満だが、惑星を持つケプラー食連星の最短周期は7.4日（ケプラー47）である。短周期連星がこれほど狭い軌道で形成された可能性は低く、惑星がないのは、角運動量を除去して恒星が非常に近い軌道を回るメカニズムと関係している可能性がある。^[2]唯一の例外は、軌道周期が7.1時間のX線連星MXB 1658-298の惑星である。

2016年6月現在、ケプラーが確認した周連星系惑星のうち1つを除いてすべて木星よりも小さい。これは選択効果ではあり得ない。なぜなら、より大きな惑星は検出しやすいからである。^[2]シミュレーションでは、これが当てはまると予測されていた。^[33]

ケプラーの周連星系惑星はすべて、居住可能領域に近いか、実際に居住可能領域内にある。いずれも地球型惑星ではないが、そのような惑星の大きな衛星は居住可能である可能性がある。恒星の連星性のため、惑星が受ける日射量は、地球が受ける通常の太陽光とはまったく異なる方法で時間とともに変化する可能性がある。^[2]

連星系を周回する惑星は、一般に単一の恒星の周りを回る惑星よりも通過する可能性が高い。惑星の軌道が恒星の連星軌道と重なる確率が得られている。^[34]食連星系を周回する惑星（検出された系など）については、有限の観測時間内での通過確率の解析的表現が得られている。^[31]

連星系を周回する惑星は、岩石ではなく氷で覆われていることが望ましい。^[35]

MACHO-1997-BLG-41マイクロレンズ現象で主張されていた周連星系惑星は反証された。^[61]

FWタウリ星の周連星系伴星はかつては惑星質量であると考えられていたが^{[62] [48]、}_{約0.1 M☉}の低質量星であり、三重星系を形成していることが示された 。^[63]

多くの周連星系惑星は、共通外殻以降の連星における日食のタイミングの変化に基づいて主張されてきたが、これらの主張のほとんどは、惑星モデルが将来の日食のタイミングの変化を予測できないことが多いため、異議を唱えられてきた。アップルゲートメカニズムなど、提案されている他の原因も、観測結果を完全に説明できないことが多いため、これらの変化の真の原因は不明のままである。^[64]これらの提案された惑星のいくつかを下の表に示します。

周連星系惑星は多くのSFストーリーでよく登場します。

• デイヴィッド・リンゼイの『アークトゥルスへの航海』では、リンゼイはアークトゥルスがブランチスペルとアルペインの2つの星から成り、惑星トルマンスが周回する連星系であると想像している。
• トライガンシリーズでは、惑星は連星系の周りを回っています。
• スターウォーズシリーズでは、惑星タトゥイーンは近接連星系を周回しています。
• テレビドラマ『ドクター・フー』では、そのような惑星を持つ連星系が『ザ・チェイス』で取り上げられている。『グリッドロック』でも惑星ガリフレイが連星系として描かれているが、非連星軌道上にある可能性もある。^[69]
• スターフォックスシリーズでは、惑星はライラットとソーラー（Mクラスの 赤色矮星）を周回します。
• 『銀河ヒッチハイク・ガイド』シリーズでは、周連星惑星マグラテアは「これまで存在した惑星の中で最もありそうもない惑星」と表現されている。
• スタニスワフ・レムの『惑星ソラリス』では、タイトルの惑星が赤い星と青い星の連星系の周りを回っています。

• 惑星の種類の一覧
• 三重惑星

• ナダール・ハギギプール（2010）。連星系の惑星。シュプリンガー・サイエンス＆ビジネス・メディア。ISBN 978-90-481-8687-7。