Long Period Jovian Tilts the Orbits of Two sub-Neptunes Relative to Stellar Spin Axis in Kepler-129
本文介绍了开普勒-129 d（$P_{d}=7.2^{+0.4}_{-0.3}$ yr，$m\sin i_{d}=8.3^{+1.1}_{-0.7}\ \rm M_{Jup}$，$ e_{d}=0.15^{+0.07}_{-0.05} $）的发现，它是基于Keck/HIRES六年的视向速度（RV）观测。开普勒-129还拥有两个凌日子海王星：开普勒-129 b（$P_{b}=15.79$天，$r_{b}=2.40\pm{0.04}\ \rm{R_{\oplus}}$）和开普勒-129 c（$P_{c}=82.20$天，$r_{c}=2.52\pm{0.07}\ \rm{R_{\oplus}}$），我们测量了$m_{b}<20\ \rm{M_{\oplus}}$和$m_{c}=43^{+13}_{-12}\ \rm{M_{\oplus}}$的质量。开普勒-129是一个分层系统，由两个紧密排列的内行星和一个质量接近氘燃烧极限的外部伴星组成。在这样一个系统中，两颗内行星围绕着外伴星的轨道法线进动，导致它们的倾角随时间振荡。通过对Kepler观测数据的星震分析，我们发现Kepler-129 b和c与恒星自转轴偏离$\gtrsim 38$度的初步证据，如果Kepler-129 d相对于内行星倾斜$\gtrsim 19$度，那么它可能会被Kepler-129 d扭转。使用N体模拟，我们提供了额外…
2021-05-07 astro-ph.EP
Constraints on the formation history and composition of Kepler planets from their distribution of orbital period ratios
该研究利用Kepler多行星系统的轨道周期比与近一阶共振比例，并结合第三代Bern模型，约束超级地球和次海王星的成分及形成路径。
2024-06-13 astro-ph.EP
The California-Kepler Survey. VI: Kepler Multis and Singles Have Similar Planet and Stellar Properties Indicating a Common Origin
加州-开普勒巡天（CKS）的星表包含了\Kepler \行星候选者的精确恒星和行星性质，包括有多颗凌日行星的系统（“多”）和只有一颗凌日行星的系统（“单”，尽管可能存在其他行星）。我们比较了完整CKS-Gaia目录中同质子集中多星和单星的恒星和行星特性。我们发现亚海王星大小的单星系和多星系在恒星性质或行星半径上没有区别。具体而言：（1.）开普勒次海王星大小的单星系和多星系的恒星性质$M_\star$、[Fe/H]和$v\mathrm{sin}i$的分布在统计上是不可区分的。（2.）亚海王星大小的单体和多单体的半径分布与$P > 3$天是不可区分的，都有一个山谷在$\sim1.8~R_\oplus$。然而，探测到的短周期（$P < 3$天）、亚海王星大小的单星系明显多于多星系。主星性质、行星半径和单行星和多行星半径谷的相似性表明它们有共同的起源。类似的半径谷，这可能是雕刻的光蒸发从主恒星在第一个100万年，表明行星在单和多花了大部分的第一个100万年附近，近距离的位置。一种解释是，与单行星和多行星的相似基本性质相一致的是，许多单行星是经历行星-行星散射的多行星系统的成员。
2018-10-09 astro-ph.EP
Kepler and Ground-based Transits of the Exo-Neptune HAT-P-11b
我们分析了26个档案开普勒过境的外海王星HAT-P-11b，辅以地面观测的过境蓝色（B波段）和近红外（J波段）。这颗行星和它的主星都比之前认为的要小;我们的分析得出Rp=4.31 +/-0.06地球半径，Rs = 0.683 +/-0.009太阳半径，两者都比发现值小了3 sigma。我们的地面为基础的过境数据在开普勒带通的波长包围服务，以检查恒星临边暗化的波长依赖性，和J-波段过境提供了一个精确的和独立的约束过境持续时间。从我们的地面数据的临边暗化和过境持续时间是一致的新的开普勒值的系统参数。我们对这颗行星的较小半径意味着它的气体包层可能比以前认为的要小，与GJ 436 b和开普勒-4b的H-He包层非常相似。HAT-P-11是一颗活跃的恒星，在开普勒凌日数据中，星点交叉的特征无处不在。我们开发和应用一种方法来纠正行星半径的交叉和未交叉的星点的存在。星点交叉点集中在相位-0.002和+0.006处。这与罗西特-麦克劳克林测量的推论一致，即行星几乎垂直于恒星赤道。我们确定的主要阶段的星点交叉与活跃的纬度在恒星上，我们推断，恒星旋转极倾斜约12 +/-5度的天空平面。我们指出，在长时间内精确的过境测量原则上可以让我们构建一个恒星蝴蝶图，探测这个活跃的K矮星上的磁活动的周期性演变。
2011-07-15 astro-ph.EP
Average Albedos of Close-in Super-Earths and Neptunes from Statistical Analysis of Long Cadence Kepler Secondary Eclipse Data
我们提出了我们的工作，以确定在{ \it开普勒}候选目录中的小，近距离行星的平均轨道。我们已经调整了我们的方法，平均短节奏的光变曲线的多个开普勒行星候选人的长节奏的数据，以检测一组候选人的平均周期。长节奏数据存在于比短节奏更多的候选者中，因此我们将候选者分成比我们先前的工作更小的半径箱：1-2 Rearth，2-4 Rearth和4-6 Rearth。我们发现，平均而言，所有三个组都比短节奏结果显示的要暗，但不像许多热节奏者那么暗。在行星上热量均匀分布的情况下，这三组行星的平均几何曲率分别为0.11 $\pm$ 0.06、0.05 $\pm$ 0.04和0.11 $\pm$ 0.08。如果热量再分配效率低下，那么太阳辐射率甚至会更低，因为来自行星的总光线中会有更大的热量贡献。我们确认，新发现的假阳性开普勒感兴趣对象（KOI）1662.01确实是一个食双星，其周期是行星候选目录中列出的周期的两倍。我们还新发现了行星候选者KOI 4351.01作为食双星，我们报告了开普勒-4 b（KOI 7.01）的二次食测量值为$\sim$ 7.50 ppm，相位为$\sim$ 0.7，表明该行星处于偏心轨道上。
2017-08-28 astro-ph.EP
How Thermal Evolution and Mass Loss Sculpt Populations of Super-Earths and Sub-Neptunes: Application to the Kepler-11 System and Beyond
我们使用热演化和XUV驱动的质量损失模型来探索低质量低密度凌日行星的组成和历史。我们详细研究了开普勒-11系统，并对当前和过去的行星组成进行了估计。我们发现Kepler-11b上的H/He大气非常容易受到质量损失的影响。通过比较形成模型，我们表明，在原位形成的系统是不可能的。相反，我们认为这是一个富含水的亚海王星系统，从雪线以外迁移而来。对于更广泛的人口观察到的行星，我们表明，有一个阈值，在散装行星密度和入射通量以上，没有低质量过境行星已被观察到。我们认为，这个阈值是由于H/He大气的不稳定性，XUV驱动的质量损失。重要的是，我们发现，这个通量密度阈值很好地再现了我们的热演化/收缩模型，其中包括一个标准的质量损失处方。处理行星的收缩历史是必不可少的，因为行星在高XUV通量的早期具有明显更大的半径。随着时间的推移，具有H/He包层的低质量行星可以转变为具有蒸汽大气层或岩石超级地球的水主导世界。最后，我们使用这个阈值提供可能的最小质量和径向速度振幅的开普勒候选人的一般人口。同样，我们使用这个阈值来限制径向速度调查发现的低质量行星的最大半径。
2012-10-22 astro-ph.EP
Unbiasing the density of TTV-characterised sub-Neptunes: Update of the mass-radius relationship of 34 Kepler planets
本文通过RIVERS方法重新分析34颗开普勒行星的TTV数据，纠正了凌星时间提取导致的密度低估偏差，恢复了23颗行星的稳健质量，并发现这些行星在质量-半径图中更接近RV表征群体，为致密多行星系统提供了无偏视图。
2022-07-15 astro-ph.EP
Fast Rise of "Neptune-Size" Planets ($4-8 R_{\rm Earth}$) from $P\sim10$ to $\sim250$ days -- Statistics of Kepler Planet Candidates Up to $\sim 0.75 {\rm AU}$
我们推断周期（$P$）和大小（$R_p$）的开普勒凌日行星候选人的分布与$R_p\ge 1 R_{\rm Earth}$和$P < 250$天托管的太阳型恒星。行星探测效率的计算使用测量噪声和观测$\sim 120,000$开普勒目标恒星的光变曲线的时间跨度。我们专注于推导行星周期和半径分布函数的形状。我们发现，对于轨道周期$P>10$天，行星频率d $N_p$ /d $\log$ P的“海王星大小”的行星（$R_p = 4-8 R_{\rm Earth}$）增加周期为$\propto P^{0.7\pm0.1}$。相比之下，“超级地球大小”（$2-4 R_{\rm Earth}$）和“地球大小”（$1-2 R_{\rm Earth}$）行星的d $N_p$ /d $\log$ P与作为周期函数的几乎平坦的分布（分别为$\propto P^{0.11\pm0.05}$和$\propto P^{-0.10\pm0.12}$）一致，并且归一化非常相似（在$50 $天的$\sim 1.5$的因子内）。行星的大小分布随周期而变化，一般来说，大行星的相对分数（$\sim 3-10 R_{\rm Earth}$）随周期而增加。分布函数的形状对样本选择标准的变化不敏感。这意味着行星频率在长周期内几乎是平的或上升的，这似乎与最近HARPS调查表明的低质量行星（行星质量$m_p < 30 M_{\r…
2013-10-27 astro-ph.EP
Kepler-1661 b: A Neptune-sized Kepler Transiting Circumbinary Planet around a Grazing Eclipsing Binary
本文报道了开普勒测光中发现的一颗海王星大小（R_p = 3.87 +/-0.06R_Earth）的凌日环联星Kepler-1661 b。这颗行星的公转周期约为175天，其轨道进动周期仅为35年。岁差导致轨道平面的排列发生变化，从地球上看，这颗行星只有约7%的时间处于凌日状态。与其他几颗开普勒环联星行星一样，开普勒-1661 b的轨道接近稳定半径，并且靠近宜居带的（热）边缘。这颗行星的轨道是一个单线掠食双星系统，包含一对0.84 M_Sun和0.26 M_Sun的恒星，在一个轻微偏心（e=0.11），28.2天的轨道上。该系统相当年轻，估计年龄约为1-3 Gyrs，并表现出显著的星点调制。掠食配置意味着系统对双星倾角的变化非常敏感，这表现为日食深度的变化。恒星黑子污染了日食测光，但不是以通常的方式引起虚假的日食时间变化。相反，星点改变了光曲线的标准化，从而改变了日食深度。这可能导致虚假的日食深度变化，然后错误地归因于双星轨道岁差。
2020-01-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Neptune's Dynamic Atmosphere from Kepler K2 Observations: Implications for Brown Dwarf Light Curve Analyses
开普勒太空望远镜对海王星的观测产生了一个49天的光变曲线，在1分钟的节奏下覆盖了98%。光变曲线中的一个重要特征来自离散云特征。我们比较了从光变曲线数据中提取的结果，并与凯克10米望远镜在1.65微米处拍摄的海王星圆盘分辨成像和哈勃太空望远镜9个月后拍摄的可见光成像进行了比较。这种直接比较验证了根据海王星纬向风廓线分配给K2光变曲线周期的特征纬度，并确认了观测到的云特征变化。虽然海王星的云在短时间和长时间尺度上的位置和强度各不相同，但在凯克成像中看到的一个大型离散风暴主导了K2和哈勃的光变曲线;较小或较暗的云可能有助于短期的亮度变化。K2海王星的光变曲线，结合我们的成像数据，提供了当前和未来的棕矮星和太阳系外行星变异测量的解释背景。特别是，我们认为，大的，相对稳定的，大气特征和较小的，更短暂的，云之间的平衡控制着亚恒星大气变化的特点。由几个大斑点占主导地位的大气可能比那些表现出更多数量的较小特征的大气表现出更大的光变曲线稳定性。
2015-12-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Kepler-10 planetary system revisited by HARPS-N: A hot rocky world and a solid Neptune-mass planet
开普勒-10b是开普勒卫星探测到的第一颗岩石行星，并得到了地球物理卫星-HIRES径向速度跟踪观测的证实。这颗行星的质量测量精度约为30%，这不足以详细限制其内部结构和组成的模型。除了开普勒-10b，第二颗行星以45天的周期经过同一颗恒星，但径向速度仅足以为开普勒-10c的质量设定20地球的上限。为了提高行星b质量的精确度，HARPS-N合作组织决定用位于拉帕尔马的国家伽利略望远镜上的HARPS-N摄谱仪对开普勒-10进行密集观测。在两个观测季节中，共获得了148个高质量的径向速度测量结果。这些新数据使我们能够将Kepler-10 b的质量测定精度提高到15%。开普勒-10 b的质量为3.33 +/- 0.49 Mearth，更新后的半径为1.47 + 0.03 - 0.02 Rearth，密度为5.8 +/- 0.8 g cm-3，非常接近与地球内部结构和组成相同的模型预测的-0.02。我们还能够确定45天周期行星开普勒-10c的质量，精度更高，为11%。质量为17.2 +/- 1.9 Mearth，半径为2.35 +0.09 -0.04 Rearth，-0.04 Kepler-10 c的密度为7.1 +/- 1.0 g cm-3。开普勒-10c似乎是第一个强有力的证据，证明存在一类质量更大、轨道周期更长的固体行星。
2014-05-30 astro-ph.EP
The Neptune-Sized Circumbinary Planet Kepler-38b
我们讨论了环双星行星开普勒-38b的发现和特征。双星是单线的，周期为18.8天，由一颗中等进化的主序星组成（M_A = 0.949 +/-0.059太阳质量和R_A = 1.757 +/-0.034太阳半径）与低质量恒星配对（M_B = 0.249 +/-0.010太阳质量，R_B = 0.2724 +/-0.0053太阳半径）在微偏心（e = 0.103）轨道上运行。在开普勒光变曲线（使用开普勒1至11分位数）中，一共有8次环联行星穿越主星的凌日，由此可以确定行星周期为105.595 +/-0.053天。光度动力学模型拟合径向速度曲线和开普勒光变曲线得出行星半径为4.35 +/-0.11地球半径，或1.12 +/-0.03海王星半径。由于这颗行星的质量不足以改变开普勒轨道，因此我们只能在95%的置信度下，将这颗行星的质量上限定为122个地球质量（7.11个海王星质量或0.384个木星质量）。随着更多的开普勒数据变得可用，这个上限应该会降低。
2012-08-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
What asteroseismology can do for exoplanets: Kepler-410A b is a Small Neptune around a bright star, in an eccentric orbit consistent with low obliquity
我们确认开普勒行星候选者开普勒-410b（KOI-42 b）是一颗海王星大小的系外行星，在17.8天的偏心轨道上围绕明亮的恒星开普勒-410A（Kp = 9.4）运行。这是开普勒视野中第三亮的行星宿主星，也是目前已知的所有凌日系外行星中最亮的宿主星之一。开普勒-410由快速旋转的行星宿主恒星（开普勒-410A）和一颗较暗的恒星（开普勒-410B）组成，这使得行星候选者的确认变得复杂。采用星震学，使用从过境光变曲线，自适应光学和散斑图像，和斯皮策过境观测的约束，我们证明，候选人只能是一个系外行星轨道开普勒-410 A。通过星震学，我们可以高精度地确定以下恒星和行星参数：M $_\star = 1.214 \pm 0.033$ M $_\odot$，R $_\star = 1.352 \pm 0.010$ R $_\odot$，年龄= $2.76 \pm 0.54$ Gyr，行星半径（$2.838 \pm 0.054$ R $_\oplus$）和轨道偏心率（$0.17^{+0.07}_{-0.06}$）。此外，脉动模式的旋转分裂允许测量开普勒-410A的倾角和旋转速率。我们对$82.5^{+7.5}_{-2.5}$ [ $^\circ$ ]的倾斜度的测量表明该系统的结晶度较低。凌日时间的变化表明系统中至少有一个额外的（非凌日）行星。
2013-12-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Outcomes of Grazing Impacts Between Sub-Neptunes in Kepler Multis
对高度多重性、紧密堆积的行星系的研究表明，动力学不稳定性是常见的，会影响轨道和行星结构，其中紧凑的轨道和典型的低密度使物理碰撞成为可能的结果。由于许多行星的结构是这样的，质量主要是由岩石核心，但体积主要是由一个稀薄的气体包层，粘性球近似，用于动力学积分，可能是一个穷人的模型，这些碰撞。我们进行了五套碰撞计算，包括详细的流体力学，采样质量比和核心质量分数典型的开普勒Multis。在我们的主要计算中，我们使用开普勒-36作为名义上的残余系统，因为这两颗行星有一个小的动力学分离和一个极端的密度比。我们使用的N体代码，水星6.2，整合最初不稳定的系统，并详细研究由此产生的碰撞。我们使用这些碰撞，重点是掠碰撞，结合使用恒星天体物理学实验模块中的气体剖面和使用Seager等人（2007）状态方程的核心剖面创建的真实行星模型，进行流体动力学计算，寻找散射，合并，甚至是潜在的行星-行星双星。我们动态整合的残余系统，检查的稳定性，并估计最终的密度，发现残余密度是敏感的核心质量，碰撞的结果一般更稳定的系统。我们提供的处方预测的结果和建模的质量和轨道的变化，碰撞后的动态积分器中的一般使用。
2017-11-29 astro-ph.EP
Kepler-102: Masses and Compositions for a Super-Earth and Sub-Neptune Orbiting an Active Star
对凌日多行星系统的径向速度（RV）测量使我们能够了解不同于太阳系的行星的密度和组成。Kepler-102由5颗紧密排列的凌日行星组成，是一个特别有趣的系统，因为它包括一颗超级地球（Kepler-102 d）和一颗亚海王星大小的行星（Kepler-102 e），其质量可以使用径向速度测量。先前的研究发现开普勒-102d的密度很高，表明其组成与水星相似，而开普勒-102e的密度是典型的亚海王星大小的行星;然而，开普勒-102是一颗活跃的恒星，可能会干扰RV质量的测量。为了更好地测量这两颗行星的质量，我们使用Keck/HIRES和TNG/HARPS-N获得了111个新的RV，并使用准周期高斯过程回归对开普勒-102的活动进行了建模。对于开普勒-102 d，我们报告的质量上限为M $_{d} < $ 5.3 M $_{\oplus}$ [95\%置信度]，最佳拟合质量为M $_{d}$ =2.5 $\pm$ 1.4 M $_{\oplus}$，密度为$ρ_{d}$ =5.6 $\pm$ 3.2 g/cm $^{3}$，这与密度与地球相似的岩石组成一致。对于开普勒-102 e，我们报告的质量为M $_{e}$ =4.7 $\pm$ 1.7 M $_{\oplus}$，密度为$ρ_{e}$ =1.8 $\pm$ 0.7 g/cm $^{3}$。这些测量结果表明，开普勒-102 e有一个岩石核心…
2022-11-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
A super-Earth and a mini-Neptune around Kepler-59
我们描述了开普勒-59系统中恒星和行星的半径和质量，以及它们的轨道参数。恒星的参数是通过标准的光谱分析确定的，结果是质量为$1.359\pm 0.155\,M_\odot$，半径为$1.367\pm 0.078\,R_\odot$。得到的行星半径是内行星的$1.5\pm 0.1\,R_\oplus$和外行星的$2.2\pm 0.1\,R_\oplus$。轨道参数和行星质量由凌日时变（TTV）信号反演确定。为此，我们考虑了两个不同的数据集，一个由Holczer等人2016提供，TTV仅用于行星Kepler-59 c，另一个由Rowe等人2015提供，TTV信号用于两颗行星。反演方法是通过应用贝叶斯推理算法（MultiNest）结合高效的N体积分器（Swift）进行的。对于每个数据集，找到两个可能的解决方案，根据其相应的贝叶斯证据，两者具有相同的概率。所有四个解决方案似乎是不可区分的2- $σ$的不确定性。然而，统计分析表明，Rowe等人2015年数据的解决方案更好地表征了数据。第一和第二解分别确定了内行星和外行星的$5_{-2}^{+4}~M_{\mathrm{\oplus}}$和$4.6_{-2.0}^{+3.6}~M_{\mathrm{\oplus}}$以及$3.0^{+0.8}_{-0.8}~M_{\mathrm{\oplus}}$和$2.6^{+1.9}_{-0.8}~M_{…
2019-10-18 astro-ph.EP
Combining Kepler and HARPS Occurrence Rates to Infer the Period-Mass-Radius Distribution of Super-Earths/Sub-Neptunes
正在进行的高精度径向速度行星搜索（High Accuracy Radial velocity Planet Search，HARPS）发现，太阳附近30-50%的GK矮星拥有质量小于海王星的行星，其轨道P < 50天。乍看之下，这一总体出现率似乎与开普勒任务Q 0-Q2期间测量的行星频率不一致，开普勒任务探测到的1，235颗行星候选者意味着约15%的主序星矮星拥有R_pl < 4 R_Earth的短周期行星。然而，很难对这两次巡天进行严格的比较，因为它们观测的是不同的恒星星族，测量的是不同的行星性质。在这里，我们报告的Monte Carlo研究的结果，可以解释这种差异，通过合理的分布的行星成分。我们发现，同时由（1）致密硅酸盐-铁行星和（2）低密度气体主导的世界组成的人口提供了与当前数据的自然拟合。在这种情况下，致密行星的比例随着质量的增加而减少，从M = 1 M_Earth时的f_rocky = 90%到M = 17 M_Earth时的f_rocky = 10%。我们的最佳拟合群体在2 < P < 50天和1 < M < 17 M_Earth的总发生率为40%，其特征在于简单的幂律指数形式N（M）dM ~ M^alpha dM和N（P）dP ~ P^beta dP，其中alpha = -1.0和beta = 0.0。因此，我们的模型群体包含四个自由参数，并且很容易通过未来的观察进…
2011-08-30 astro-ph.EP
Kepler-20: A Sun-like Star with Three Sub-Neptune Exoplanets and Two Earth-size Candidates
我们提出了开普勒-20行星系的发现，我们最初通过检测主恒星2 MASSJ 19104752 +4220194的开普勒光变曲线中的五个不同的周期性凌日信号来识别。我们得到一个恒星的有效温度Teff=5455 ± 100 K，金属丰度[Fe/H]=0.01 ± 0.04，表面重力log（g）=4.4 ± 0.1。结合凌日光变曲线对恒星密度的估计，我们得到恒星质量为Mstar=0.912+-0.034 Msun，半径为Rstar=0.944^{+0.060}-0.095} Rsun。对于其中三个凌日信号，我们的结果强烈反对这些信号来自天体物理误报的可能性。我们的结论是，行星的情况是更有可能比天体物理假阳性的2 e5（开普勒-20 b），1 e5（开普勒-20 c），和1.1e3（开普勒-20 d）的因素，足以验证这些对象作为行星的同伴。对于开普勒-20 c和开普勒-20 d来说，凌日的消色差独立地不利于混合方案：从斯皮策在4.5微米收集的数据中，我们推断行星与恒星半径的比率为0.075+-0.015（开普勒-20 c）和0.065+-0.011（开普勒-20 d），与开普勒光学带通测量的每个深度一致。我们确定了这三颗行星的轨道周期和物理半径：Kepler-20 b为3.70 d和1.91^{+0.12}_{-0.21} Rearth，Kepler-20 c为10.85 d和3.07^{+…
2012-02-01 astro-ph.EP
Catching a planet: A tidal capture origin for the exomoon candidate Kepler 1625b I
在开普勒1625中发现了一颗海王星大小的卫星（尚未得到证实），它围绕着一颗质量约为3.2亿美元的行星，这对该系统的形成提出了有趣的限制。特别是，月球围绕行星的相对较宽的轨道，大约40个行星半径，很难与行星形成理论相一致。我们证明，所观察到的系统的特性可以解释从潮汐捕获的年轻系统中的一颗二级行星。在潮汐循环的快速阶段之后，月球轨道最初比40个行星半径紧密得多，随后由于行星自转与轨道的潮汐同步而逐渐加宽，导致同步行星-月球系统。有趣的是，在我们的场景中，被捕获的物体最初是一颗类似海王星的行星，被捕获后变成了一颗卫星。
2018-11-24 astro-ph.EP
HAT-P-11b: A Super-Neptune Planet Transiting a Bright K Star in the Kepler Field
我们报告了HAT-P-11b的发现，这是从地面发现的最小半径的太阳系外行星（TEP），也是迄今为止通过凌日搜索发现的第一颗热海王星。HAT-P-11b围绕明亮（V = 9.587）且富含金属（[Fe = H]=+0.31 +/-0.05）的K4矮星GSC 03561 - 02092公转，P = 4.8878162 +/-0.0000071天，并产生一个深度为4.2毫等的凌日信号。我们提出了一个全球性的分析，可用的光度和径向速度数据，导致恒星和行星的参数，同时治疗系统的变化。这颗行星和它的孪生兄弟GJ 436 b一样，质量Mp = 0.081 +/-0.009 MJ（25.8 +/-2.9 Mearth），半径Rp = 0.422 +/-0.014 RJ（4.73 +/-0.16 Rearth），比海王星（17 Mearth，3.8 Rearth）稍大。HAT-P-11b的轨道是偏心轨道，e = 0.198 +/-0.046，ω = 355.2 +/-17.3，导致其母星的反射运动幅度为11.6 +/-1.2 m/s，由于母星的色球活动水平很高，这是一个具有挑战性的探测。凌日事件的星历为Tc = 2454605.89132 +/-0.00032（BJD），持续时间为0.0957 +/-0.0012 d，次食历元为2454608.96 +/-0.15 d（BJD）。主星的基本恒星参数为…
2009-12-05 astro-ph.EP
Probing Planets with Exomoons: The Cases of Kepler-1708 b and Kepler-1625 b
行星和卫星之间的潮汐相互作用可以提供对宿主行星性质的洞察。最近的系外卫星候选者Kepler-1708 b-i和Kepler-1625 b-i是海王星大小的卫星，它们围绕着类木星行星运行，为应用这种方法提供了机会。我们表明，如果潮汐迁移时间大致等于这些系统的年龄，那么行星开普勒-1708 b和Kepler-1625 b的潮汐耗散因子Q值分别为~ $3\times10^5-3\times10^6$和~ $1.5\times10^5-4\times10^5$。在每种情况下，这些都与气体巨行星的估计一致。尽管一些研究表明开普勒-1625 b-i的半长轴特别大，但我们发现这意味着气体巨星的Q~2000非常低，除非月球基本上是在当前位置形成的。对卫星初始半长轴的更详细的预测可以提供对Q的更好的约束，我们将在此背景下讨论卫星的形成情况。随着未来发现更多的系外卫星，类似的论点也可以用来限制系外行星的内部性质。这对于靠近亚海王星/超地球半径差距的系外行星特别有用，因为那里的行星结构不确定。
2022-03-21 astro-ph.EP
Super-Earths and sub-Neptunes are Insensitive to Stellar Metallicity
开普勒行星（包括超级地球和次海王星，从1到4个地球半径）可能是在气态原行星盘消散之前形成的，类木行星也是如此。如果这些圆盘中的金属含量与主星中的相似，人们可能会认为开普勒行星在富含金属的恒星周围出现的频率更高，质量也更大。与这些预期相反，我们发现开普勒行星的半径（质量的代理）是独立的主机金属丰度。先前声称较大的行星更喜欢富含金属的恒星，这可以通过以下事实得到充分解释：更大质量的恒星往往拥有更大的行星，并且在开普勒样本中，更大质量的恒星也更富含金属。我们将这种独立性解释为开普勒行星的质量不是由固体的可用性决定的，而是由一个未知的过程来调节的。此外，我们发现，开普勒行星的出现率上升只有微弱的恒星金属丰度，一个趋势，进一步平坦时，近距离恒星双星的影响占。我们解释这种弱的依赖性，在强烈的依赖性表现出类木行星，使用现象学模型，其中原行星盘的质量有一个更大的传播比恒星金属丰度的传播，其中类木行星的形成需要磁盘，包含一些$5$倍以上的固体比需要形成开普勒行星。这个模型预测，比半太阳更贫金属的恒星应该很少有开普勒行星。
2021-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
A 38 Million Year Old Neptune-Sized Planet in the Kepler Field
开普勒1627 A是一颗G8 V恒星，之前已知它拥有一颗地球半径为3.8的行星，轨道为7.2天。这颗恒星被开普勒太空望远镜观测到，因为它离我们很近（d=329 pc），而且它很像太阳。在这里，我们使用盖亚运动学，TESS恒星自转周期和光谱锂丰度，开普勒1627是一个成员的38 $\pm$ 6百万岁的$δ$天琴座集群。据我们所知，这使得开普勒1627 Ab成为开普勒主要任务发现的最年轻的行星。开普勒测光有两个特点：平均凌日剖面是不对称的，个别凌日时间可能与当地光变曲线斜率有关。我们讨论了每个异常的可能解释。更重要的是，$δ$ Lyr星系团是大约10个$^3$同时代的星系团之一，它们的性质已经被盖亚阐明。许多其他的系外行星宿主是这些星团的候选成员;这些成员资格可以通过盖亚、TESS和地基光谱学的三连胜来验证。
2021-12-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Understanding the Mass-Radius Relation for Sub-Neptunes: Radius as a Proxy for Composition
像开普勒这样的凌日行星巡天提供了大量关于行星半径分布的信息，特别是对于超级地球和次海王星大小的行星的新种群。为了帮助这些半径的物理解释，我们计算模型半径的低质量的岩石行星与氢氦信封。我们提供了1-20地球质量的行星模型半径，包络分数从0.01- 20%，辐射水平0.1- 1000倍地球，年龄从1亿年到10 Gyr。此外，我们还提供了简单的分析拟合，总结了半径如何取决于这些参数。最重要的是，我们表明，在固定的组成，半径显示质量的行星与超过1%的质量在其信封的依赖性很小。因此，行星半径是海王星和次海王星大小的行星组成的一级代理。我们将观测到的质量-半径关系转换为质量-成分关系，并根据传统的地核吸积理论对其进行了讨论。我们讨论了从岩石超级地球到亚海王星行星的过渡与大挥发性信封。我们建议1.75地球半径作为这两个行星种群之间的物理分界线。最后，我们讨论了这些结果的光观测到的半径发生分布的开普勒发现。
2013-11-02 astro-ph.EP
Kepler-413b: a slightly misaligned, Neptune-size transiting circumbinary planet
我们发现了一颗绕开普勒K + M双星系统KIC 12351927（Kepler-413）公转约66天的凌日行星（Rp = 4.347 +/-0.099RE），其偏心轨道为ap = 0.355 +/-0.002AU，ep = 0.118 +/-0.002。这两颗恒星的质量分别为：MA = 0.820 +/-0.015MSun，RA = 0.776 +/-0.009RSun和MB = 0.542 +/-0.008MSun，RB = 0.484 +/-0.024RSun，公转周期分别为10.11615 +/-0.00001天，轨道近似为圆形（eEB = 0.037 +/-0.002）。EB的轨道平面稍微倾斜于视线（iEB = 87.33 +/-0.06度），而在参考历元，行星的轨道平面倾斜于双星平面约2.5度。周期约为11年的轨道岁差导致后者对天平面的倾角不断变化。因此，这颗行星经常无法在下合点凌过主星，导致数百天没有凌日（对应于多个行星轨道周期）。我们预测下一次凌日要到2020年才会发生。该系统的轨道结构使这颗行星比扩展的宜居带的内边缘更靠近其宿主恒星。此外，该系统的轨道配置使得CBP可能会在EB的影响下经历卡西尼态动力学，其中行星的进动速度与其轨道进动速度相当。根据CBP的角进动频率，它可能会在进动时间尺度上经历数十度（和复杂的季节性周期）的波动。
2014-01-28 astro-ph.EP
Born Dry in the Photo-Evaporation Desert: Kepler's Ultra-Short-Period Planets Formed Water-Poor
最近的调查发现了一个令人兴奋的超短周期（USP）行星的新群体，其轨道周期小于一天。这些行星的半径通常小于1.5地球半径，表明它们可能有岩石成分。这与100天内行星的总体分布形成鲜明对比，后者由2个地球半径以上的低密度亚海王星主导，必须有气体包层来解释它们的大小。然而，在超短周期轨道上，行星受到强烈的光致电离辐射的轰击，因此气态的亚海王星非常容易在大气光蒸发中失去其外壳。使用模型的行星演化，我表明，岩石USP行星可以很容易地产生的亚海王星与H/He信封的蒸发残余物，因此，我们可以理解的USP亚海王星作为光蒸发的自然后果，所观察到的缺乏。然而，至关重要的是，USP轨道上的行星通常可以保留它们的包层，如果它们形成了非常高的金属含量水为主的包层。这些富含水的行星通常会超过2个地球半径，这与观测到的蒸发沙漠不一致，表明大多数USP行星可能是由雪线内的贫水物质形成的。最后，我研究的特殊情况下，55 Cancri e和它可能的组成，根据最近的观察，并讨论了进一步表征这一人口与未来的观察前景。
2016-10-04 astro-ph.EP
Formation of close in Super-Earths \& Mini-Neptunes: Required Disk Masses \& Their Implications
最近由{ \it Kepler}太空望远镜的观测已经发现了超过4000颗系外行星候选者，这些候选者由许多系统组成，这些系统具有地球到海王星大小的物体，它们位于水星轨道内，围绕各自的宿主恒星。这些近距离行星是如何以及在哪里形成的，是行星形成中尚未回答的主要问题之一。这里我们计算{\it开普勒}行星{ \it原位}形成所需的盘质量。我们发现，如果近距离行星形成为{ \it隔离质量}，那么标准的气体与尘埃的比例产生相应的气体盘，对于很大一部分系统来说是引力不稳定的，排除了这种情况。我们表明，在没有任何迁移的情况下，行星的吸积区域的最大宽度是$2 v_{esc}/Ω$，其中$v_{esc}$是逃逸速度的行星和$Ω$开普勒频率，并使用它来计算所需的磁盘质量{ \it原位}形成与巨大的影响。即使是巨大的影响，形成没有迁移需要磁盘表面密度在半长轴小于0.1天文单位的$10^3-10^5 \rm{~g~cm^{-2}}$的固体意味着典型的增强以上的最小质量太阳星云（MMSN）的至少20倍。相应的气盘低于重力稳定极限，但离重力稳定极限不远。相比之下，形成超过几个AU是一致的MMSN磁盘质量。这表明，固体或完全组装的行星的迁移可能在近距离超级地球和迷你海王星的形成中发挥了重要作用。
2014-10-04 astro-ph.EP
A resonant chain of four transiting, sub-Neptune planets
调查显示，许多多行星系统包含超级地球和海王星，其轨道为几天到几个月。对于就地组装还是向内迁移是形成这种行星系的主要机制，存在争议。模拟表明，迁移创造了紧密堆积的系统，行星的轨道周期可以表示为小整数（共振）的比率，通常是多行星系列（链）。在数百个亚海王星的多行星系统中，在共振附近观察到的行星对比通常预期的要多，但迄今为止还没有发现任何一个系统必须是由迁移形成的。接近共振使得能够检测到行星相互扰动。在这里，我们报告的四个行星在开普勒-223系统的过境时间的变化，这些变化作为共振角天平动模型，并计算共振链的长期稳定性。开普勒-223的结构太精细了，不可能是由散射形成的，我们的数值模拟表明，它的性质是迁移假设的自然结果。类似的系统可能会被几种机制中的任何一种破坏，这有助于观察到的轨道周期分布，其中许多行星都没有共振。特别是星子相互作用被认为是通过破坏理论上的初始共振链来建立太阳系中四颗巨行星当前轨道的原因，该理论上的初始共振链与开普勒223中观察到的相似。
2016-12-21 astro-ph.EP
Kepler and the Behemoth: Three Mini-Neptunes in a 40 Million Year Old Association
来自盖亚的恒星位置和速度产生了一个新的疏散星团分散的观点。在这里，我们提出了一个分析的一组恒星从仙王座武仙座，以下的Cep-Her复杂。该组包括四个开普勒目标：开普勒-1643 b（$2.32 \pm 0.13$地球半径，5.3天轨道周期），KOI-7368 b（$2.22 \pm 0.12$地球半径，6.8天），KOI-7913 Ab（$2.34 \pm 0.18$地球半径，24.2天）和开普勒-1627 Ab（$3.85 \pm 0.11$地球半径，7.2天）。后一颗海王星大小的行星是Cep-Her复合体的一部分，称为$δ$ Lyr星团（Bouma et al. 2022）。在这里，我们重点讨论前三个系统，这是在其他地区的协会。基于盖亚的运动学证据，TESS的恒星自转周期和光谱学，这三个物体也大约有4000万年（Myr）的历史。更具体地说，我们发现开普勒-1643是$46^{+9}_{-7}$ Myr老，基于它的成员在一个密集的子集群的复杂称为RSG-5。KOI-7368和KOI-7913是$36^{+10}_{-8}$ Myr年龄，并且位于我们称为CH-2的扩散区域。根据凌日形状和高分辨率成像，所有三个物体都很可能是行星，开普勒-1643、KOI-7368和KOI-7913的假阳性概率分别为$6 \times 10^{-9}$、$4 \times 10^{-3}$和$1 \t…
2022-09-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Demographics of Kepler's Earths and super-Earths into the Habitable Zone
了解类太阳恒星的宜居带中是否存在地球大小的行星，对于寻找类似地球的行星至关重要。然而，由于缺乏可靠的开普勒探测到这类行星，许多估计都是从近距离（$2<P_{\mathrm{orb}}<100$天）的人口中得出的，其半径可能在大气质量损失机制的影响下有不同的演变。在这项工作中，我们计算了FGK星（$0.56-1.63\,M_\odot$）的近距离超级地球（$\sim1-2\,R_\oplus$）和次海王星（$\sim2-3.5\,R_\oplus$）的内在发生率作为轨道周期的函数，并找到两个制度的证据：超级地球在短轨道周期更丰富，次海王星在较长的轨道周期更丰富。我们拟合了一个参数模型，在五个人口相等的恒星质量箱，并发现这两个制度之间的过渡轨道周期与恒星质量的规模，如$P_\mathrm{trans} \propto M_*^{1.7\pm0.2}$。这些结果表明，前亚海王星的人口污染了Gyr-old接近超级地球的人口，这表明人口是由大气损失形成的。使用我们的模型来约束长期人口的本质岩石行星，我们估计的发生率$Γ_\oplus = 15^{+6}_{-4}\%$地球大小的宜居带行星，并预测，亚海王星可能是$\sim$的两倍常见的超级地球在宜居带（当归一化的自然对数轨道周期和半径范围内使用）。最后，我们讨论了我们的研究结果的背景下，未来的任务寻找宜居带行星。
2022-09-08 astro-ph.EP
The nature of the giant exomoon candidate Kepler-1625 b-i
最近宣布的海王星大小的系外卫星候选者周围的凌日天体开普勒-1625 b可能表明存在一种迄今未知的气体巨卫星，如果得到证实。已经观察到三次凌日，可以估计两个物体的半径。在这里，我们调查可能的质量制度的过境系统，可以产生所观察到的签名，并研究他们在月球形成的背景下，在太阳系，即通过影响，捕获，或就地吸积。开普勒-1625 b的半径表明，它可能是一颗比土星质量稍大的气体巨行星（0.4 M_Jup），也可能是一颗褐矮星（BD）（高达75 M_Jup），甚至是一颗质量非常低的恒星（VLMS）（112 M_Jup ~ 0.11 M_sun）。这颗被提出的伴星肯定会有行星质量。可能的极端情况包括从高度膨胀的地球质量气体卫星到大约180 M_Ear的无大气水岩伴侣。此外，凌日期间的行星-月球动力学表明系统总质量为17.6 - 12.6 ^{+19.2} M_Jup。一颗海王星质量的系外卫星围绕着一颗巨大的行星或低质量的BD，这与太阳系卫星关于气体巨星的常见质量标度关系是不相容的。然而，围绕大质量BD或VLMS的迷你海王星的情况，将位于与Proxima b，TRAPPIST-1系统和LHS 1140 b类似的卫星-主机质量比图区域。原则上，在近距离双星相遇期间，捕获一个海王星质量的物体围绕一颗10兆焦耳的行星是可能的。然而，被抛出的物体必须是一个超级地球物体，这进一步提出了这样一个系统如何形成的问题…
2018-02-27 astro-ph.EP
The Kepler-19 system: a thick-envelope super-Earth with two Neptune-mass companions characterized using Radial Velocities and Transit Timing Variations
我们报告了开普勒-19系统的详细特征。这颗恒星之前被认为拥有一颗凌日行星，周期为9.29天，半径为2.2 R $_\oplus$，质量上限为20 M $_\oplus$。第二颗非凌日行星的存在是从开普勒-19 b的凌日时间变化（TTV）推断出来的，超过了开普勒测光的四分之八，尽管质量和周期都无法确定。通过结合来自所有开普勒四分之一的新TTV测量值和HARPS-N摄谱仪获得的91个高精度径向速度，我们通过动力学模拟测量了开普勒-19 b的质量为$8.4 \pm 1.6$ M $_\oplus$。根据同样的数据，假设系统共面，我们确定开普勒-19 c的轨道周期为28.7天，质量为$13.1 \pm 2.7$ M $_\oplus$，并发现了一颗质量为$20.3 \pm 3.4$ M $_\oplus$的类海王星行星，轨道为63天。通过比较动力学模拟与非相互作用的开普勒轨道，我们得出结论，忽略行星之间的相互作用可能会导致系统误差，这可能会妨碍在轨道参数的精度时，数据集跨越几年。密度为$4.32 \pm 0.87$ g cm $^{-3}$（$0.78 \pm 0.16$ $ρ_\oplus$）开普勒-19 b属于岩石核心和大量挥发物的行星群，与低密度行星相反，低密度行星的特征是只有过境时间变化，以及越来越多的岩石行星具有类似地球的密度。开普勒-19加入了少数协调凌日时间变化和径向速度测量…
2017-03-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation and Structure of Low Density Exo-Neptunes
开普勒已经发现了数百颗海王星大小（2-6 R_地球）的行星候选者，距离它们的恒星不到0.5 AU。这些行星中绝大多数的性质尚不清楚，因为它们的质量尚未被测量。利用行星形成、演化和结构的理论模型，我们探索了低密度外海王星的最小合理质量范围。我们关注的是T_eq>= 500 K的高辐照行星。我们考虑两个独立的形成途径，低质量的行星与大量的轻气体的气氛：核心成核吸积和放气的氢从解离冰。结果表明，在T_eq= 500 K时，质量小到地球几倍的海王星大小的行星，可以通过核吸积和随后的向内迁移形成。我们还推导出一个限制低密度的质量半径关系的岩石行星与除气氢信封，但没有表面水。岩石行星与脱气氢信封通常有计算半径远低于3 R_地球。对于这两个行星的H/He信封从核心核吸积和行星脱气氢信封，我们采用行星内部模型来映射行星质量的范围-信封质量-平衡温度参数空间是一致的海王星大小的行星半径。大气质量损失介导了这个参数空间的哪个角落被实际的行星占据，并最终决定了在指定的过境半径处的最小合理质量。我们发现，在T_eq=500- 1000 K的温度范围内，开普勒提出的2-6 R_Earth行星候选者可能具有小于~4 M_Earth的质量。虽然我们的定量结果取决于几个假设，但我们的定性发现，即温暖的海王星大小的行星的质量可以大大小于我们太阳系内行星的质量和半径。
2011-06-14 astro-ph.EP
Spitzer Observations of GJ3470b: a Very Low-density Neptune-size Planet Orbiting a Metal-rich M dwarf
我们目前斯皮策/IRAC的4.5微米过境测光GJ 3470 b，海王星大小的行星轨道M1.5矮星与3.3天的周期最近发现的过程中的HARPS M-矮星调查。我们采用纯粹的经验质量-光度和表面亮度的关系，我们的平均恒星密度的更新值的约束下，从新的近红外光谱观测和额外的信息，我们细化的恒星参数。我们导出了恒星质量M_star = 0.539+0.047-0.043 M_sun，半径R_star = 0.568+0.037-0.031 R_sun。我们确定GJ 3470 b的主星是富金属的，金属丰度[Fe/H] = +0.20 +/- 0.10，有效温度Teff = 3600 +/- 100 K。修正后的恒星参数得到的行星半径R_pl = 4.83+0.22-0.21 R_Earth比文献中先前报道的值大13%。我们发现一个行星质量Mpl = 13.9+1.5-1.4 MEarth，转换成一个非常低的行星密度rho_pl = 0.72+0.13-0.12 gcm-3，比原始值小33%。GJ 3470 b的平均密度只有GJ 436 b的一半，是一颗密度非常低的低质量行星，类似于开普勒-11d、开普勒-11e和开普勒-18c，但它的轨道附近有一颗更明亮的恒星，这更有利于后续的研究。
2013-03-07 astro-ph.EP
A Distant Mirror: Solar Oscillations Observed on Neptune by the Kepler K2 Mission
从2014年12月开始，开普勒K2以1分钟的节奏连续观测海王星49天。目标包括研究其大气动力学（Simon等人，2016年），检测其全球声学振荡（Rowe等人，提交），以及我们在这里报告的太阳。我们提出了第一个间接检测太阳振荡强度测量。除了卓越的技术性能，它还表明开普勒如何看到像太阳这样的恒星。全球星震方法包括测量最大振幅振荡频率“nu_max”和模式泛音之间的平均频率间隔“Delta nu”，其结果令人惊讶，因为从海王星测光测量的nu_max大于公认的值。因此，与通常的参考nu_max_sun = 3100 muHz相比，小行星地震标度关系使太阳质量和半径分别增大了13.8 +/-5.8%和4.3 +/-1.9%。较高的nu_max是由nu_max_sun的值和K2时间序列的噪声水平的组合引起的，nu_max_sun的值在观测时比SOHO/VIRGO/SPM数据的通常参考值（3160 +/- 10 muHz）大，K2时间序列的噪声水平比VIRGO的大十倍。峰值装袋方法提供了更一致的结果：尽管低的信噪比（SNR），我们模拟十个泛音度l= 0，1，2。我们比较了K2数据与同时SOHO/VIRGO/SPM测光和BiSON速度测量。除了具有最低SNR的少数峰值之外，各个频率、宽度和振幅在1 sigma内与来自VIRGO和BiSON的那些大部分匹配。
2016-12-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Influence of Age on the Relative Frequency of Super-Earths and Sub-Neptunes
越来越多的证据表明，开普勒任务发现的近距离行星的数量是由大气损失造成的，尽管这种演变的典型时间尺度没有很好的限制。在一个高度完整的不同年龄的行星宿主样本中，超地球和次海王星探测的相对比例的年龄依赖性可以用来限制一些小行星失去大气层的速度。使用加州开普勒调查（CKS）的样本，我们发现的证据表明，超级地球，亚海王星探测的比例单调上升，从1-10 Gyr。我们的研究结果与一项专注于比太阳热的恒星的独立研究以及结合光蒸发效应和CKS样选择函数的正演模拟结果非常一致。我们发现，即使在考虑了完整性或年龄与其他基本参数之间的相关性的影响后，观察到的趋势仍然存在。
2021-02-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Testing the Metal of Late-Type Kepler Planet Hosts with Iron-Clad Methods
研究表明，海王星大小的行星的F、G和早期K矮星宿主并不优先富含金属。然而，不太清楚是否同样适用于晚K和M矮行星宿主。本文报道了有效温度低于4500 K的开普勒目标和候选凌日行星宿主的金属丰度。我们使用新的金属校准，以确定[Fe/H]从可见光和近红外光谱。我们发现开普勒观测到的晚K矮星和晚M矮星的金属丰度分布与太阳邻域的分布是一致的。此外，我们发现，地球到海王星大小的行星的主机具有金属丰度与那些缺乏检测到的行星一致，并排除了先前声称的两个分布之间的0.2 dex偏移在6sigma置信度。我们还表明，晚K和M矮星托管多个检测到的行星的金属丰度与那些缺乏检测到的行星是一致的。我们的研究结果表明，多个类地行星和海王星大小的行星可以形成在晚K和M矮星周围，金属丰度低至太阳值的0.25。海王星大小的行星围绕着这种低金属量的M矮星运行，这表明吸积行星收集了盘中的大部分或所有固体，并且巨行星的潜在核心可以很容易地在M矮星周围形成。与太阳型恒星相比，M矮星周围的巨行星数量较少，这一定是由于相对较快的盘蒸发或较慢的核心吸积速率，而不是没有足够的固体形成核心。
2013-04-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Scaling K2 VIII: Short-Period Sub-Neptune Occurrence Rates Peak Around Early-Type M Dwarfs
本研究结合开普勒与K2数据，发现短周期亚海王星出现率在3750K附近达峰，证实卵石吸积模型预测，并建议进一步观测中晚期M矮星。
2025-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Unified Treatment of Kepler Occurrence to Trace Planet Evolution II: The Radius Cliff Formed by Atmospheric Escape
本文研究了Kepler行星分布中的半径悬崖特征，发现其在周期与辐射空间表现不同，通过对比光蒸发和核心驱动质量损失模型，证实大气逃逸无法完全解释该特征。
2024-04-23 astro-ph.EP
Exploring formation scenarios for the exomoon candidate Kepler 1625b I
如果得到证实，开普勒1625系统中的海王星大小的系外卫星候选者将成为我们太阳系以外的第一颗天然卫星。它的特性与我们所知的卫星完全不同。开普勒1625b I预计与海王星一样大，以40个行星半径围绕一颗10个木星质量的行星运行。由于它的质量和宽轨道，这颗卫星最初被认为是被捕获的，而不是原位形成的。在这项工作中，我们调查了这种exomoon候选人原位形成的可能性。为此，我们进行了N体模拟，以再现卫星形成的后期阶段，并使用一个巨大的环行星盘来解释这颗卫星的质量。我们的设置在气态星云消散后不久就开始了，那时卫星胚胎已经形成。此外，对于选定的系外卫星系统，我们考虑到形成后的潮汐演变。我们发现，原位形成是可行的解释开普勒1625 b I的起源，即使在不同的恒星行星分离值被认为是。我们表明，对于不同的恒星行星分离的最小量的固体需要在环行星盘形成这样的卫星变化，更广泛的是这种分离需要更多的材料。在我们对卫星形成的模拟中，许多卫星都是在靠近行星的地方形成的，这种情况在系统的潮汐演化之后发生了变化。我们的结论是，如果开普勒1625 b卫星系统是在原地形成的，潮汐演化是一个重要的机制，塑造其最终的建筑。
2020-05-20 astro-ph.EP
An 11 Earth-Mass, Long-Period Sub-Neptune Orbiting a Sun-like Star
虽然现在已经探测到数千颗系外行星并对其进行了表征，但观测偏差导致缺乏具有测量质量的长周期低质量系外行星，并且我们对此类行星的理解也相应滞后。在本文中，我们报告了长周期系外行星开普勒-538b的质量估计和特征。这颗行星围绕一颗类日恒星（V = 11.27）公转，其M_* = 0.892 +/-（0.051，0.035）M_sun，R_* = 0.8717 +/-（0.0064，0.0061）R_sun。Kepler-538 b是一颗2.215 +/-（0.040，0.034）R_地球次海王星，周期为P = 81.73778 +/- 0.00013 d。它是该系统中唯一已知的行星。我们收集了径向速度（RV）的观测与HIRES的凯克我和HARPS-N的TNG。我们的特点是恒星活动的高斯过程的准周期内核应用到我们的RV和交叉关联函数半高宽（FWHM）的观测。通过同时模拟开普勒测光、RV和FWHM观测，我们发现了一个半振幅K = 1.68 +/-（0.39，0.38）m s^-1，行星质量M_p = 10.6 +/-（2.5，2.4）M_地球。开普勒-538b是P = 50 d以上最小的行星，其RV质量测量。这颗行星可能由相当大一部分的冰（主要是水冰），以及岩石/金属和少量的气体组成。复杂的建模技术，如本文中使用的技术，结合未来的超高精度和稳定性的光谱仪，对于在这个知之甚少的系外行星制度中产…
2019-12-12 astro-ph.EP
TESS exoplanet candidates validated with HARPS archival data. A massive Neptune around GJ143 and two Neptunes around HD23472
我们的目标是发现新的行星系，通过利用TESS轨道天文台的扇区1和2的观测和验证他们与精确的多普勒测量档案HARPS数据。利用GJ143（TOI 186）和HD23472（TOI 174）周围的TESS凌日事件，我们模拟了它们的HARPS精确多普勒测量，并推导出这两个系统的轨道参数。对于GJ143系统，TESS只报告了一次凌日，因此它的周期不受测光的限制。我们对GJ 143的RV分析揭示了该系统的完整开普勒解，这与一颗质量几乎是海王星两倍、周期为$P_{\rm b}$ = $35.59_{-0.01}^{+0.01}$天的偏心行星是一致的。我们对GJ143 b行星的估计与TESS的凌日时间完全一致。我们确认了HD23472周围的双行星系统，根据我们的分析，它是由两个海王星质量的行星组成的，可能是5：3的MMR。
2019-03-06 astro-ph.EP
Probing Kepler's hottest small planets via homogeneous search and analysis of optical secondary eclipses and phase variations
我们执行同质搜索和分析的光学掩星和相位变化的最有利的超短周期（USP）（$P<1$ ~d）子海王星（$R_{p}<4 R_{\oplus}$）观察到的$\textit{Kepler}$和K2，目的是更好地了解他们的性质。我们首先选择了16个$\textit{Kepler}$和K2 USP次海王星，基于预期的掩星信号。我们过滤掉恒星的变化在$\textit{Kepler}$光变曲线，使用滑动线性拟合，并在需要时，一个更复杂的方法基于高斯过程回归。我们同时模拟了主凌日，二次日食，和相位变化的贝叶斯框架，通过使用以前的研究和知识的盖娅星系的信息。我们确认了开普勒-10 b（$13σ$）、开普勒-78 b（$9.5σ$）和K2- 141 b（$6.9σ$）的光学二级食，以及K2- 312 b（$2.2σ$）的边缘证据。我们报告了对K2- 106 b（$3.3σ$）、K2- 131 b（3.2 $σ$）、开普勒-407 b（$3.0σ$）的新探测，以及对K2- 229 b（2.5 $σ$）的提示。对于除K2- 229 b和K2- 312 b外的所有靶，我们还发现相位曲线变化的置信水平高于$2σ$。两颗USP行星，即开普勒-10 b和开普勒-78 b，显示出不可忽略的夜面发射。这对岩浆海洋世界的情况提出了质疑，因为这两颗行星的热量都没有有效地重新分配到夜晚。由于开普勒-78系统的年轻和小行星轨…
2021-11-23 astro-ph.EP
The Radius Cliff is a Waterfall: Explaining Sub-Neptune Exoplanets with Steam Worlds
NASA Ames Research Center（NASA Ames研究中心）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）
本文通过蒸汽世界模型解释类海王星行星的半径峡谷，发现水世界无法单独解释大半径行星，需考虑H/He气体富集。
2026-02-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probabilistic Mass-Radius Relationship for Sub-Neptune-Sized Planets
开普勒任务已经发现了数千颗半径为$<4\ R_\oplus$的行星，为这些次海王星和超级地球的动力学，形成和演化的首次统计研究铺平了道路。行星质量是这些研究的一个重要物理属性，但绝大多数开普勒行星候选者没有测量它们的质量。因此，一个关键问题是如何将测量的半径映射到地球到海王星尺寸范围内的质量估计值，其中没有太阳系类似物。以前的工作已经得出了确定性的，一对一的半径和质量之间的关系。然而，如果这些行星如预期的那样跨越一系列的组成，那么在人口中必须存在关于这种关系的内在分散。在这里，我们提出了第一个概率的质量半径关系（M-R关系）的贝叶斯框架内评估，这两个量化的内在分散性和M-R关系参数的不确定性。我们分析了结果如何取决于样品的半径范围，以及如何测量质量。假设M-R关系可以被描述为一个幂律与色散是恒定的和正态分布的，我们发现，$M/M_\oplus=2.7(R/R_\oplus)^{1.3}$，在$1.9\ M_\oplus$的质量分散，和物理上合理的密度的质量约束，是“最佳拟合”的概率M-R关系的RV测量过境亚海王星（$R_{pl}<4\ R_\oplus$）的样本。更广泛地说，这项工作提供了一个框架，进一步分析的M-R关系及其可能依赖于周期和恒星的属性。
2016-05-03 astro-ph.EP
Tidally-Induced Radius Inflation of Sub-Neptunes
最近的研究表明，许多短周期的超级地球和次海王星行星可能有显着的自转轴倾斜（“倾斜度”）。当行星被锁定在高潮汐状态时，潮汐耗散率可能会增加几个数量级。行星内部的这种强化的热沉积应该会产生重大的结构性后果，包括大气膨胀导致更大的过境半径。使用最新的半径估计从盖亚数据发布2，我们显示的证据$\sim50\%$较大的平均半径的行星宽的一阶平均运动共振，人口的行星与理论上频繁发生的高的quantities。我们调查是否这种半径的趋势可能是一个签名的潮汐。使用恒星天体物理学（MESA）恒星演化工具包的实验模块的适应，我们模拟了亚海王星质量行星的大气演化，以响应额外的内部热量从恒星潮汐。由模型预测的半径膨胀程度是$\sim10\%-100\%$，对于入射恒星功率的潮汐光度$\gtrsim 10^{-5}$，这种膨胀程度与观测结果基本一致，并且可以近似地用幂律关系描述。我们提出了一些非常低密度的“超级膨胀”行星的案例研究-开普勒-79 d，开普勒-31 c和开普勒-27 b -并表明它们是可能经历潮汐引起的半径膨胀的强有力的候选者。我们还讨论了如何从径向速度和过境时间变化的质量的行星的两个人口之间的差异是连接到我们已经确定的半径分布特征。总之，在这项工作中的计算确认，潮汐耗散的结构特性的短周期亚海王星有不可忽视的后果。
2019-10-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effects of Planetesimal Accretion on the Thermal and Structural Evolution of Sub-Neptunes
美国宇航局开普勒任务的一个显着发现是类似质量的行星平均密度的巨大差异。在气体盘消散后，完全形成的行星可以与附近的残留微行星盘中的微行星相互作用。这些相互作用通常会导致星子吸积，因为典型行星的大小和山丘半径之间的比率相对较高。我们目前的计算使用开源的恒星演化工具包MESA（模块恒星天体物理学实验）修改，包括沉积到亚海王星（~1-20 MEarth）的H/He信封的星子。我们表明，星子吸积可以改变这些行星的质量半径等时线。由于吸积过程的内在随机性，相同的初始行星由于相同的吸积星子质量，在最后一次吸积后的几个Gyr，平均密度可以有高达5%的差异。在快速吸积阶段，这些差异更加显著。在快速吸积过程中，吸积的微行星额外的能量沉积增加了行星半径与核心半径的比值，这反过来又导致了大气质量的增加。因此，同一颗初始行星最终可能会有非常不同的包层质量分数。这些差异表现为在吸积停止很久之后平均密度的差异。这些效应对于质量小于~10 MEarth且包层质量分数小于~ 10%的行星尤其重要，这被认为是开普勒发现的最常见的行星类型。
2017-11-28 astro-ph.EP
In situ formation of super-Earth/sub-Neptune driven by the planetary rotation
开普勒的观测表明，许多被探测到的行星都是超级地球。它们处于与核心质量（2-20 $M_{\bigoplus}$）重叠的临界质量范围内，这将引发失控的吸积并形成气体巨星。因此，超级地球/次海王星可以通过抑制气体包层的失控增长而形成。我们评估了行星自转在延缓质量增长方面的作用。由旋转引起的离心力将抵消一部分引力并使行星变形。跟踪结构的变化，我们发现在辐射对流边界（RCB）的温度是接近的边界温度。由于旋转降低了对流层和辐射层中的辐射能量密度，RCB将穿透得更深。冷却的光度会降低。在这种条件下，进化时间尺度可能超过盘的寿命（10 Myr），并且在经历额外的质量损失过程后可能形成超级地球/亚海王星。在尘埃大气中，即使较低的角速度也能促进超级地球/亚海王星的形成。因此，我们得出结论，旋转可以减缓行星的冷却，然后促进超级地球/亚海王星的形成。
2021-10-03 astro-ph.EP
Most 1.6 Earth-Radius Planets are not Rocky
开普勒任务，结合地面径向速度（RV）的后续行动和凌日时间变化的动态分析，彻底改变了对次海王星大小行星组成的观测限制。一个广泛的开普勒后续计划的结果，包括对22颗行星宿主恒星的多次多普勒测量，使具有RV质量限制的次海王星大小的凌日行星的数量增加了一倍多。这一具有质量和半径限制的前所未有的大而均匀的行星样本开启了对行星组成的基本群体进行统计研究的可能性。我们专注于岩石系外行星（由铁和硅酸盐组成）和具有大量挥发物层（H/He和天体物理冰）的行星之间有趣的过渡。应用分层贝叶斯统计方法的样本开普勒过境亚海王星行星与凯克RV后续行动，我们限制了近距离行星（轨道周期小于~50天）的比例，足够密集的岩石，作为行星半径的函数。我们发现，大多数1.6地球半径的行星密度太低，不能单独由铁和硅酸盐组成。在更大的半径下，对岩石行星比例的限制更加严格。这些见解的岩石和挥发物丰富的行星的大小人口提供了经验约束行星形成理论，并指导行星半径的范围被认为是在“类地”行星，$η_{Earth}$的发生率的研究。
2015-03-03 astro-ph.EP
The Exoplanet Radius Valley from Gas-driven Planet Migration and Breaking of Resonant Chains
外行星半径在1到4 $R_{\oplus}$之间的大小频率分布是双峰的，峰值在$\sim$ 1.4 $R_{\oplus}$和$\sim$ 2.4 $R_{\oplus}$，谷在$\sim$ 1.8 $R_{\oplus}$。这个半径谷将两类行星分开-通常被称为“超级地球”和“迷你海王星”-它的起源仍然存在争议。一个模型提出，超级地球是光蒸发或核心动力质量损失剥离迷你海王星原始大气的结果。一个对比模型将半径谷解释为主体成分的二分法，其中超级地球是岩石行星，而迷你海王星是富含水冰的世界。在这项工作中，我们测试的迁移模型是否是一致的半径谷，以及如何区分这些意见。在迁移模型中，行星向盘的内边缘迁移，形成了一系列锁定在共振配置中的行星。在气体盘分散之后，轨道不稳定性“打破了链条”，促进了后期的碰撞。这个模型与开普勒行星的周期比和行星多重性分布大致相符，并解释了TRAPPIST-1、开普勒-223和TOI-178等共振链。在这里，通过结合行星形成模拟的结果与组成的质量-半径关系，并假设在后期的巨型撞击中原始富氢大气完全丧失，我们表明，迁移模型解释了系外行星半径谷和开普勒行星的系统内均匀性（“豌豆荚”）。我们的研究结果表明，尺寸为$\sim$ 1.4 $R_{\oplus}$的行星大多是岩石，而尺寸为$\sim$ 2.4 $R_{\oplus}$的行星大多是水冰丰富的世界。我们的研究结果并不支…
2022-10-11 astro-ph.EP
Photo-Dynamical Analysis of Three Kepler Objects of Interest with Significant Transit Timing Variations
KOI-227、KOI-319和KOI-884在这里被确定为（至少）两个行星系统。对于KOI-319和KOI-884，观测到的内部凌日行星的凌日时间变化（TTV）用于检测外部非凌日行星。KOI-884的外行星质量为2.6木星质量，轨道周期与内行星的3：1共振周期（轨道周期比为2.93）。从KOI-319.01的TTV推断的参数分布是双峰的，要么是一个1.6海王星质量（M_N）的行星宽的5：3共振（周期80.1 d）或1土星质量的行星宽的7：3共振（周期109.2 d）。在这种情况下，可以使用径向速度测量来确定这些参数模式中的哪个是正确的。KOI-227.01的TTV具有大的10小时振幅，可以在各种主要共振中获得行星质量的同伴。基于贝叶斯证据，目前的TTV数据支持与伴星质量1.5 M_N的外2：1共振，但这个解意味着KOI-227.01的密度非常大。与次海王星质量伴星的内部和外部3：2共振解在物理上更合理，但需要验证。
2014-06-03 astro-ph.EP
Kepler-210: An active star with at least two planets
我们报告了两个短周期，海王星大小的行星围绕活跃的主恒星开普勒-210的检测和表征。从这些行星得到的主星参数（a）相互不一致，（b）不符合预期的主星参数。此外，我们报告检测过境时间变化（TTV）的O-C图的两颗行星。我们探讨了解释和解决这些差异的各种情况。一个与所有数据一致的简单方案似乎是将大的偏心率归因于内部短周期行星，并将TTV解释为另一个周期稍长的行星的作用。为了证实我们的建议，我们提出了N体模拟的结果，模拟的TTV和检查开普勒-210系统的稳定性。
2014-03-13 astro-ph.EP
Giant Impact: An Efficient Mechanism for the Devolatilization of Super-Earths
小海王星和挥发性差的超级地球共存于邻近的轨道上，靠近开普勒-36和开普勒-11等主星。已经提出了几个形成后的过程来解释组成多样性的起源：通过恒星XUV照射的质量损失，吸积物质的脱气，以及盘气体的原位积累。在行星形成的后期，距离较近的行星也可能经历巨大的撞击。这项研究探讨了通过巨大撞击将挥发物丰富的超级地球/迷你海王星转化为挥发物耗尽的超级地球的可能性。我们提出的结果的三维巨大的影响，在吸积和破坏制度的模拟。目标行星被模拟为三层结构，由铁核心，硅酸盐地幔和氢/氦外壳组成。在破坏性的情况下，巨大的撞击可以立即去除大部分的H/He大气，并使行星内部的耐火材料均匀化。在吸积的情况下，行星可以保留一半以上的气体包层，而成分梯度抑制了有效的热传递，因为它的内部经历了双扩散对流。在巨大的撞击之后，一颗炽热而膨胀的行星冷却并缓慢收缩。扩展的大气通过由热压力引起的帕克风和由恒星XUV辐射驱动的流体动力学逃逸增强了质量损失。因此，由于这两种情况下的这些过程的结合，预计整个气体包层将损失。我们认为开普勒-36 b可能已经被巨大的撞击显着地去挥发，而开普勒-36 c的大气的很大一部分可能保持完整。此外，巨大撞击的随机性可能解释了近距离超级地球和迷你海王星的质量-半径关系的巨大分散。
2015-10-16 astro-ph.EP
On The Relative Sizes of Planets Within Kepler Multiple Candidate Systems
我们提出了一个研究的相对大小的行星内的多个候选系统发现的$Kepler$任务。在校正样本的检测和几何偏差后，我们将给定行星系内每个行星的大小与其他行星的大小进行了比较。我们发现，对于行星对，其中一个或两个对象是大约海王星大小或更大，较大的行星往往是行星与较长的周期。当两颗行星都小于海王星时，就没有这样的大小-位置相关性了。具体地说，如果一对行星中至少有一颗行星的半径为$\gtrsim 3R_\oplus$，那么这对行星中的$68\pm 6%$的内行星的半径小于外行星的半径，而如果一对行星中的两颗行星都小于$\lesssim3 R_\oplus$，则不会观察到行星的优先顺序。
2012-12-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
