High resolution Spectra of Earth-Like Planets Orbiting Red Giant Host Stars
在不久的将来,我们将拥有地面和空间望远镜,用于观测和确定类地行星的特征。虽然人们的注意力集中在围绕主序星运行的系外行星上,但已经发现了150多颗系外行星围绕红巨星运行,这就引出了一个有趣的问题:在红巨星的宜居带中运行的岩石世界是什么样的,以及如何描述它们。我们模拟反射和发射光谱的类地行星轨道的宜居带的红巨星主机与地面温度之间的5200和3900 K在地球等效距离,以及模型的行星光谱在其主机的整个演变。我们提出了一个高分辨率的光谱数据库的类地行星轨道在红巨星宜居带从可见光到红外线,以评估表征大气特征的可行性,包括生物特征的行星与即将到来的地面和空间为基础的望远镜,如极大望远镜和詹姆斯韦伯太空望远镜。
2020-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sodium and Potassium Signatures of Volcanic Satellites Orbiting Close-in Gas Giant Exoplanets
太阳系外的卫星通常太小,无法通过名义搜索发现。通过类比太阳系中最活跃的天体木卫一,我们描述了钠(Na I)和钾(K I)$\textit{gas}$是如何从一个隐藏的外木卫一中喷发出地质活动的标志。分析$\sim$十几个接近的气体巨星托管强大的碱性检测,我们表明,一个木卫一大小的卫星可以稳定的轨道衰变低于行星潮汐$\mathcal{Q}_p \lesssim 10^{11}$。根据简单的大气损失估计,这种潮汐能集中在卫星上,驱动$\sim 10^{5 \pm 2}$的质量损失率高于木卫一对木星Na外逸层的供应。值得注意的结果是,几个exo-Io柱密度平均为$\textit{more than sufficient}$,以提供系外行星透射光谱的等效宽度所需的$\sim$ 10 $^{10 \pm 1}$ Na cm $^{-2}$。此外,基准观测木星的扩展($\sim 1000$ R $_J$)钠外逸层和木星的大气在透射光谱产生类似的钠柱密度,是纯粹的外源性。作为一个概念的证明,我们适合在WASP 49-b的“高海拔”钠与电离限制云类似于观察到的钠约木卫一的配置文件。展望未来,我们强烈鼓励与时间相关的入口和出口监测以及对其他火山挥发物的光谱搜索。
2019-08-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Solar Neighborhood XLIX: Nine Giant Planets Orbiting Nearby K Dwarfs, and the CHIRON Spectrograph's Radial Velocity Performance
我们报告的K矮星的大径向速度调查的初步结果,距离太阳系50秒差距,寻找恒星,棕矮星,和类木行星使用径向速度从CHIRON光谱仪的CTIO/SMARTS 1.5米望远镜。我们在K矮星调查中确定了三颗新的系外行星候选者,并确认了TESS绕TOI 129轨道运行的热木星。我们的技术通过另外五个已知的系外行星轨道K矮星得到证实,使这里提出的轨道解的数量达到9个,每个都有一个最小质量为0.5- 3.0 $M_{jup}$的系外行星候选者。此外,我们还提供了186个附近的K矮星列表,这些K矮星没有检测到亲密的同伴,非常适合更灵敏地搜索低质量行星。这组恒星用于确定CHIRON的效率,稳定性和径向速度工作的性能。对于V = 7- 12的K矮星,在较宽的观测条件下,径向速度精度达到5- 20 ms $^{-1}$。我们使用径向速度标准演示了CHIRON在数小时、数周和数年内的稳定性,并描述了仪器功能和可供潜在用户使用的操作模式。
2021-11-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Pan-Pacific Planet Search: A southern hemisphere search for planets orbiting evolved massive stars
绝大多数已知的太阳系外行星都围绕着质量范围很窄的恒星(0.7 - 1.3 M太阳)运行。近年来,我们对主恒星质量比太阳大得多的行星系的性质的认识迅速增长。行星形成模型预测,巨行星在质量更大的恒星(M> 1.5 M_sun)周围更常见。然而,这些类型的恒星在主序上构成了严峻的观测挑战,导致目前行星搜索中对它们有强烈的偏见。幸运的是,当这些大质量恒星演化出主序星并冷却为亚巨星时,有可能获得它们的高精度多普勒速度。我们描述了泛太平洋行星搜索,调查170次巨星使用3.9米澳大利亚天文望远镜。在与J. Johnson的Keck北方退休A星调查的合作中,我们正在监测几乎所有比V = 8更亮的次巨星。这一调查将提供关于围绕大质量恒星形成的行星系的频率和特征的关键统计数据。
2011-01-21 astro-ph.EP
Pre-MAP Search for Transiting Objects Orbiting White Dwarfs
白矮星大气中的金属污染可能是行星物体的吸积残余物。在发现了经过WD 1145+017的解体行星天体(Vanderburg et al. 2015)之后,华盛顿大学天文学预科项目(Pre-MAP)的本科生受到启发,收集最明亮的白矮星的测光,以寻找其他金属污染的白矮星周围的类似过境天体。之前的调查还没有发现一颗围绕白矮星运行的凌日行星,但白矮星仍然是寻找小型岩石行星材料的有吸引力的目标。由于一颗典型的白矮星是地球大小的,因此地球大小的行星的凌日深度可能超过50%,因此即使是低信噪比的测光也有机会发现凌日物质。我们在SDSS DR 10白矮星目录中发现了明亮的、北方的、金属污染的白矮星,并在阿帕奇角天文台用天体物理研究联合会小孔径望远镜(ARCSAT)的0.5米望远镜观测了五个目标。ARCSAT测光有足够的精度来探测短轨道周期的月球大小或更大的物体,尽管没有探测到这些目标的行星。我们期待着可能发现行星围绕白矮星运行的调查,如美国宇航局的TESS,欧空局的PLATO和Evryscope。
2018-03-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Occurrence rate of hot Jupiters orbiting red giant stars
热彗星是一种神秘的天体,其形成途径尚不清楚。确定它们的出现率作为轨道、行星和恒星质量以及系统年龄的函数,可以成为理解它们如何形成的重要因素。到目前为止,已经发现了各种围绕红巨星运行的热彗星,推导它们的发生率将是非常有趣的。在这项研究中,我们的目标是确定一个明确定义的红巨星样本中的热爆星的数量,估计它们的出现率,并将其与A,F和G型恒星进行比较。使用盖亚选择了14474颗红巨星的样本,估计半径在2到5 $R_\odot$之间,以与NASA TESS任务的观测结果相一致。随后,在TESS光变曲线中寻找来自热彗星的凌日。使用注入信号确定检测效率,并进一步校正几何通过概率以估计发生率的结果。在TESS数据中发现了三个先前确认的热矮星,另外还有一个TESS感兴趣的物体和两个M矮星同伴。这导致发生率为$0.37^{+0.29}_{-0.09}$ %。由于不确定性仍然很大,这无法与A-、F-和G-型恒星区分开来。我们认为,这是不太可能的行星吞没在扩大红巨星发挥了重要作用,但在这个样本。
2022-12-21 astro-ph.EP
Suppression of the water ice and snow albedo feedback on planets orbiting red dwarf stars and the subsequent widening of the habitable zone
M星占了主序星的80%,因此它们的行星系提供了寻找可居住行星的最佳机会,即:表面有液态水的那些。我们已经模拟了宽带反射率或水冰和雪的模拟行星表面的轨道上观察到的红矮星(或M星)使用光谱分辨数据的地球的冰冻圈。在波长大于1的雪和冰的反射率的逐渐减少?m,再加上M星在这些相同的较长波长下发射出相当大一部分辐射,这意味着绕M星运行的行星上的冰和雪的反射率远低于地球上的值。我们的研究结果意味着,冰/雪的气候反馈是显着较弱的行星绕M型恒星比行星绕G型恒星,如太阳。此外,如果考虑到冰冻层温度的光谱变化,有大量冰雪覆盖的行星对于给定的恒星通量将有显着更高的地面温度,这反过来意味着M星周围的宜居带的外边缘可能比以前认为的距离母星10-30%。
2011-11-23 astro-ph.EP physics.ao-ph
Prevalence of Earth-size planets orbiting Sun-like stars
确定类地行星是常见的还是罕见的,是宇宙生命问题的试金石。我们通过检查来自美国国家航空航天局开普勒任务的42,000颗恒星的亮度测量,寻找在其宿主恒星前面交叉的地球大小的行星。我们发现了603颗行星,包括10颗地球大小(1-2个地球半径)的行星,它们接收的恒星能量与地球相当(4倍以内)。我们占开普勒的不完美的探测这些行星注入合成行星引起的调光到开普勒亮度测量和记录检测到的分数。我们发现类太阳恒星的$11\pm4%$中有一颗地球大小的行星,其接收的恒星强度是地球的一到四倍。我们还发现,随着轨道周期(P)的增加,地球大小的行星的出现是恒定的,在logP的相等间隔内,直到$\sim200$ d。外推,人们发现类太阳恒星的$5.7^{+1.7}_{-2.2}%$拥有一颗地球大小的行星,轨道周期为200-400 d。
2013-11-26 astro-ph.EP
L 363-38 b: a planet newly discovered with ESPRESSO orbiting a nearby M dwarf star
上下文太阳附近恒星周围的行星将是即将到来的大型空间和地面设施的主要目标。由于使用这种望远镜进行大规模的系外行星搜索是不可行的,因此在下一代设施上线之前,使用现有的数据和仪器寻找可能的目标行星至关重要。目的。我们的目标是探测新的太阳系外行星周围的恒星在太阳附近的盲目径向速度(RV)搜索与ESTERO。我们的目标样本包括附近的恒星(d < 11 pc),很少(< 10)或没有以前的RV测量。方法.我们使用2020年12月至2022年2月期间在VLT上获得的31个径向速度测量结果,对附近的M矮星(M_star = 0.21 M_sun,d = 10.23 pc)L 363-38进行了推导,以获得新发现的行星的轨道参数。此外,我们使用TESS测光和档案VLT/NaCo高对比度成像数据,进一步限制轨道倾角和L 363-38周围可能的行星系结构。结果我们提出了一个新的太阳系外行星的探测附近的M矮星L363 -38。L 363-38 b是一颗最小质量mp sin(i)= 4.67+/-0.43 M_Earth的行星,其绕恒星的周期为P = 8.781+/-0.007 d,对应的半长轴a = 0.048+/-0.006 AU,正好位于宜居带的内边缘。我们进一步估计了最小半径rpsin(i)= 1.55 - 2.75 R_Earth,平衡温度Teq = 330 K。
2022-10-23 astro-ph.EP
The HARPS search for southern extrasolar planets XXV. Results from the metal-poor sample
寻找不同金属丰度恒星周围的太阳系外行星可能会对行星形成和演化模型提供强有力的约束。在本文中,我们提出了一个HARPS(一个高精度摄谱仪主要致力于获得精确的径向速度)计划的整体结果,以寻找围绕104个贫金属恒星(选择[Fe/H]低于-0.5)的样本运行的行星。径向速度时间序列的每一个明星,并使用几个统计诊断信号搜索。图中显示了有探测到信号的恒星,其中3颗是之前宣布的巨行星,它们分别是HD 171028、HD 181720和HD 190984。几个双星和至少一个案件的相干信号所造成的活动有关的现象。讨论了一颗非常有希望的新的、可能的巨行星绕恒星HD 107094运行,并根据金属性-巨行星相关性对结果进行了分析。我们的结论是,围绕贫金属恒星运行的巨行星的频率可能比以前认为的要高,这可能反映了HARPS调查的更高精度。在我们样本的金属丰度域中,我们还发现行星的频率是恒星金属含量急剧上升的函数的证据,正如在金属丰度较高的恒星中所发现的那样。
2010-11-09 astro-ph.EP
CORALIE radial-velocity search for companions around evolved stars (CASCADES). I. Sample definition and first results: Three new planets orbiting giant stars
上下文在2002年首次发现一颗围绕巨星运行的行星之后,我们开始了CORALIE径向速度搜索(CASCADES)。我们目前的观测三颗恒星进行的1.2米伦纳德欧拉瑞士望远镜在拉西拉天文台,智利,使用CORALIE摄谱仪。目标。我们的目标是检测行星的同伴,中等质量的G-和K-型演化恒星,并执行这个人口的统计分析。我们在恒星HD 22532(TIC 200851704)、HD 64121(TIC 264770836)和HD 69123(TIC 146264536)周围寻找新的行星系。方法.自2006年以来,我们跟踪了641颗红巨星的体积有限的样本,以获得高精度的径向速度测量。我们使用数据与分析中心的系外行星(DACE)平台进行径向速度分析,以搜索线轮廓和活动指数中的周期性信号,区分行星引起的径向速度变化和恒星光球抖动,并搜索径向速度时间序列中的重要信号,以拟合相应的开普勒模型。结果在本文中,我们详细介绍了调查,我们报告了发现的前三个行星的样本周围的巨星HD 22532,HD 64121和HD 69123。
2022-01-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Lick-Carnegie Exoplanet Survey: Gliese 687b: A Neptune-Mass Planet Orbiting a Nearby Red Dwarf
自动行星探测器和凯克/HIRES的精确径向速度揭示了一颗M*sin(i)=18 +/- 2地球质量的行星绕着附近的M3 V恒星GJ 687运行。这颗行星的轨道周期为P = 38.14天,轨道离心率较低。我们的实力主恒星的omgren b和y测光表明恒星自转的周期为P = 60天。这颗恒星在色球上有些活跃,其斑点填充因子估计为百分之几。然而,旋转引起的60天信号与径向速度变化的周期很好地分离,从而为观测到的速度变化的开普勒起源的解释注入信心。虽然GJ 687 b在其个别性质方面相对没有什么特别的兴趣,但有一个令人信服的例子可以证明,它是一个非常典型的,但距离4.52 pc,是银河系行星普查的一个非常接近的代表。对GJ 687 b的探测表明,APF望远镜非常适合在北天极附近的天空中发现围绕低质量恒星运行的低质量行星。
2014-05-12 astro-ph.EP
A multiple planet system of super-Earths orbiting the brightest red dwarf star GJ887
离太阳最近的系外行星是我们进行详细描述的最佳可能性。我们报告发现一个紧凑的多行星系统的超级地球轨道附近的红矮星GJ 887,使用径向速度测量。这两颗行星的轨道周期分别为9.3天和21.8天。假设一个类似地球的行星,21.8天的行星的平衡温度约为350 K;这是内部,但靠近液态水宜居带的内边缘。我们还探测到一个为期50天的未经证实的信号,这可能对应于第三个超级地球在一个更温和的轨道上。GJ 887是一颗异常安静的红矮星,光度变化低于百万分之500,这使得它的行星可以进行相位分辨光度表征。
2020-06-29 astro-ph.EP
Detection and characterization of planets orbiting oscillating red-giant stars with NASA's TESS mission
在多个地面径向速度(RV)调查和开普勒和K2等测光太空任务的推动下,新系外行星的发现自21世纪初以来迅速增加。然而,由于目标选择偏向于主序星,只有少数凌日行星被发现绕着演化的宿主运行。这些行星,其中大多数是巨人,拥有关于行星系的形成和演化的重要信息。在这篇论文中,我试图增加已知的围绕红巨星运行的巨行星的样本,重点是来自美国宇航局凌日系外行星调查卫星(TESS)任务的数据,并改善其特征。具体来说,我关注的是围绕(最好是)振荡的低光度红巨星分支(LLRGB)恒星运行的近距离巨行星。为了改善表征,我开发了一种方法来同时模拟行星凌日和恒星信号,实现高斯过程来模拟恒星颗粒和时域中的振荡包络。我的研究结果表明,该模型使时域星震学,推断的最大振荡幅度,$ν_\text{max}$的频率,在1\%。该方法的实现是开源的,可供社区使用。关于行星搜索,我组装了一个管道,主要由第三方开源软件组成,并探索了TESS视场南半球的$\sim$ 40,000颗明亮的LLRGB恒星的样本。这次搜索确定了四颗行星候选者,其中两颗目前还不为人所知,它们围绕着红巨星运行。对这两个候选天体的径向速度跟踪观测初步证实了它们的行星性质。最后,我还通过RV观测证实了另一个候选者的行星性质,而不是上述样本的一部分。
2022-07-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The K Dwarf Advantage for Biosignatures on Directly Imaged Exoplanets
氧气和甲烷被认为是现代地球的典型生物特征,在行星大气中同时检测到这些气体是一种特别强烈的生物特征。然而,这些气体在行星大气中一起检测可能是具有挑战性的,因为光化学氧自由基会破坏甲烷。先前的工作表明,甲烷在含氧大气中的光化学寿命在M矮星周围更长,但M矮星的可居住性可能会受到极端恒星活动和演化的阻碍。在这里,我们使用1-D光化学气候模型表明,K矮星也提供了一个更长的光化学寿命的甲烷在氧气的存在下相比,G矮星。例如,我们发现,与绕G2 V恒星运行的同等行星相比,绕K6 V恒星运行的行星可以在其大气中支持大约一个数量级的甲烷。在围绕K矮星运行的世界的反射光谱中,可以在可见光和近红外波长处观察到强烈的氧气和甲烷特征。由于K矮星比G矮星更暗,它们提供了更好的行星-恒星对比度,提高了给定观测的信噪比(SNR)。例如,用15米的望远镜在7 pc处对一颗行星进行50小时的观测,对于一颗绕太阳型G2 V恒星运行的行星,在1微米附近的SNR = 9.2,而对于绕K6 V恒星运行的同一颗行星,SNR = 20。特别是,附近的中晚期K矮星,如61 Cyg A/B,Epperimentary Indi,Groombridge 1618和HD 156026可能是未来生物特征搜索的理想目标。
2020-01-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
A likely exoplanet orbiting the oscillating K-giant α Arietis
目标。为了寻找中等质量恒星周围的太阳系外行星,我们正在K巨星周围进行精确的RV调查。方法.我们提供了从2003年11月到2010年2月对α Ari进行的高精度RV测量。这颗恒星属于我们的55颗K巨星样本,这些样本是使用连接在韩国宝贤山光学天文台(BOAO)1.8米望远镜上的光纤馈入宝贤山天文台Echelle光谱仪(BOES)进行太阳系外行星和脉动搜索研究的。结果我们在振荡的K2 III型恒星α Ari(HD 12929)中发现了一个具有长周期和低振幅径向速度(RV)变化的行星伴星。我们没有发现RV变化与色球活动指标(Ca Ⅱ H & K区,Hα线)之间的相关性。平分线分析还表明,平分线速度跨度(BVS)没有表现出任何明显的相关性与RV的变化,但有周期性的成分,可能是由于恒星的旋转。如果RV的变化确实是由行星伴星引起的,那么周期P = 381天、半振幅K = 41 m/s、离心率e = 0.25的轨道解最符合数据。假设可能的恒星质量为M_star = 1.5 M_sun,我们估计了轨道半长轴为1.2 AU的m2 sin i = 1.8 M_Jupiter的行星伴星的最小质量。结论.我们在α Ari中发现了一颗可能的系外行星,这支持了在具有多周期振荡的巨恒星周围寻找太阳系外行星。
2011-04-22 astro-ph.EP
A Habitable Planet around HD 85512?
目的:在这项研究中,我们评估了HD 85512 b的可居住性,这是一颗绕K5 V恒星运行的3.6M地球行星。HD 85512 b的径向速度数据和轨道参数刚刚公布,这些数据是根据专门的HARPS升级GTO计划提供的数据。研究方法:本文概述了一个简单的方法来评估岩石行星的可居住性,从径向速度(RV)搜索使用大气模型的岩石行星与H2O/CO2/N2的大气,像地球。我们将重点分析HD 85512 b。首先,宜居带的极限取决于有效恒星通量在波长和时间上的分布,行星的邦德效应,以及这种方法中的温室气体效应。我们还讨论了测量精度的可居住性的依赖。结果如下:我们提供了一组简单的参数,可用于评估当前和未来的行星候选人从RV搜索其潜在的可居住性。我们发现,如果HD 85512 b的云层覆盖率超过50%,它可能是潜在的宜居行星。HD 85512 b和Gl 581 d是迄今为止探索可居住性的最佳候选行星,是一颗处于可居住性边缘的行星。
2011-08-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Importance of the Upper Atmosphere to CO/O$_2$ Runaway on Habitable Planets Orbiting Low-Mass Stars
本文通过多模型方法重新审视M矮星宜居行星上CO$_2$光解生成O$_2$和CO的过程,指出此前预测的丰富非生物O$_2$源于模型顶部过低,实际上O$_2$仍为微量气体,从而强化了O$_2$作为生物标志物的可靠性。
2023-10-28 astro-ph.EP
The SPIRou Legacy Survey: Detection of a nearby world orbiting in the habitable zone of Gl725B achieved by correcting strong telluric contamination in near-infrared radial velocities with WAPITI
Université de Toulouse, UPS-OMP, IRAP, CNRS(图卢兹大学);SUPA School of Physics and Astronomy, University of St Andrews(圣安德鲁斯大学物理与天文学学院);Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);Trottier Institute for Research on Exoplanets, Université de Montréal(蒙特利尔大学特罗蒂尔系外行星研究所);Observatoire du Mont-Mégantic, Université de Montréal(蒙特利尔大学蒙梅吉亚克天文台);Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, Institut Origines, LAM(艾克斯马赛大学);Université Marie et Louis Pasteur, CNRS, Observatoire des Sciences de l’Univers THETA Franche-Comté Bourgogne, Institut UTINAM (UMR 6213)(弗朗什-孔泰-勃艮第宇宙科学观测站)
通过WAPITI方法纠正telluric污染,发现Gl725B宜居带内两颗行星,其中外行星位于宜居带。
2026-01-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Main-sequence systems: orbital stability in stellar binaries
本文综述了恒星双星中行星的轨道稳定性,涵盖半解析、N体模拟及机器学习方法,并分别探讨S型和P型行星的稳定性。
2024-07-18 astro-ph.EP
Two planets orbiting the recently formed post-common envelope binary NN Serpentis
围绕共包络线后双星运行的行星提供了有关行星形成和演化的基本信息。我们在NN Ser ab中寻找这样的行星,NN Ser ab是一个日食短周期双星,显示了长期的日食时间变化。使用出版的,重新分析,和新的中期日食时间的NN Ser AB之间获得1988年和2010年,我们发现极好的协议与光旅行时间的影响,由两个额外的机构叠加在线性星历的二进制。我们的多参数拟合伴随着N体模拟产生最佳拟合的对象NN Ser(ab)c和d锁定在一个2:1的平均运动共振,与轨道周期Pc =15.5 yrs和Pd =7.7 yrs,质量M_csin i_c = 6.9 M_Jup和M_dsin i_d = 2.2 M_Jup,和偏心率e_c=0和e_d=0.20。第二个chi**2最小值对应于周期比为5:2的替代解决方案。我们估计这颗双星的前身是一颗太阳质量约为2 M的A星和一颗轨道间距约为1.5 AU的M矮星。两颗行星在共同包层阶段的生存创造了现在的白矮星,这需要在引力和它们在膨胀包层中所经历的阻力之间进行微调。另一种选择是在这一阶段结束时创建的环双星盘中的第二代起源。在这种情况下,行星将非常年轻,年龄不超过白矮星的冷却年龄10**6年。
2010-10-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radial Velocity Observations and Light Curve Noise Modeling Confirm That Kepler-91b is a Giant Planet Orbiting a Giant Star
Kepler-91 b是一个罕见的热木星绕红巨星凌日的例子,为研究与主序星相比不同条件下热木星的形成和组成提供了可能性。然而,开普勒-91b的行星性质,这是由Lillo-Box等人使用相位曲线变化证实的,最近基于对开普勒数据的重新分析而受到质疑。我们已经从Hobby-Eberly望远镜获得了地面径向速度观测结果,并通过同时对开普勒和径向速度数据进行建模,明确证实了开普勒-91b的行星性质。恒星表现出时间相关的噪声,由于恒星颗粒,我们作为一个高斯过程模型。我们假设,正是这种噪声成分导致先前的研究怀疑开普勒-91 b是一个假阳性。我们的工作证实了Lillo-Box等人提出的结论,即开普勒-91 b是一颗0.73+/-0.13 Mjup的行星,围绕一颗红巨星运行。
2015-02-12 astro-ph.EP
Finding Signs of Life in Transit: High-resolution Transmission Spectra of Earth-like Planets around FGKM Host Stars
已经发现了数千颗凌日系外行星围绕着广泛的宿主恒星运行,其中包括第一颗可能与地球相似的行星。即将到来的极大望远镜和詹姆斯韦伯太空望远镜将首次在过境系外行星大气层中寻找生命的特征。在这里,我们量化了过境光谱特征的强度,这些特征可能表明在绕着一个广泛的宿主恒星(F0到M8)的有效温度在2,500到7,000 K之间的系外行星上有一个类似于现代地球的生物圈:由于宿主恒星的大小不同,过境深度在大约6,000 ppm(M8宿主)到30 ppm(F0宿主)之间变化。CO2在0.4 ~ 20 μ m波段具有最强的光谱特征。大气生物特征对O2+ CH 4和O3+ CH 4-确定地球是一颗活行星-在现代地球类似物的凌日光谱中,对于类太阳和较冷的宿主恒星最为突出。评估这些行星上的生物特征和水,即使对于高分辨率观测来说,也是极具挑战性的。所有高分辨率的凌日光谱和模型剖面都可以在线获得:它们为观测者提供了一种工具,可以优先考虑系外行星的透射光谱,测试大气检索算法,并优化观测策略以发现宇宙中的生命。在宇宙中寻找生命的过程中,凌日行星提供了第一个发现我们是否孤独的机会,这个数据库是优化搜索策略的关键之一。
2021-02-24 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
K2-97b: A (Re-?)Inflated Planet Orbiting a Red Giant Star
强辐射的巨行星被观测到的半径大于热演化模型的预测。虽然这些膨胀的行星已经被发现超过15年了,但目前还不清楚它们的膨胀是由主恒星的能量沉积引起的,还是行星的冷却受到抑制。如果行星只有在主恒星演化到红巨星分支时才变得高度辐射,那么这些过程就可以区分开来。我们发现了一颗1.31 $\pm$ 0.11 R $_\mathrm{J}$,1.10 $\pm$ 0.11 M $_\mathrm{J}$行星K2- 97 b,它围绕一颗4.20 $\pm$ 0.14 R $_\odot$,1.16 $\pm$ 0.12 M $_\odot$红巨星公转,公转周期为8.4天。我们通过结合星震学、光谱学和颗粒噪声建模以及凌日和径向速度测量,精确地限制了恒星和行星的参数。行星半径的不确定性主要由过境深度的系统差异决定,我们测量到不同的光变曲线减少方法之间的差异高达30%。我们的计算表明,当这颗恒星位于主序星时,这颗行星上的入射通量是地球上入射通量的170倍$^{+140}_{-60}$。以前的研究表明,这种入射通量不足以延迟行星冷却,足以解释目前的行星半径。因此,这个系统提供了第一个证据,证明行星可能是直接由入射恒星辐射而不是由形成过程中的延迟热量损失而膨胀的。对红巨星分支恒星周围行星的进一步研究将证实或反驳这一假设,并可能揭示一类新的再膨胀行星。
2016-11-29 astro-ph.EP
An unlikely survivor: a low-density hot Neptune orbiting a red giant star
热海王星,比土星小的气态行星($\sim$ 3-8 R $_\oplus$),轨道周期小于10天,是罕见的。模型预测,这是由于高能恒星辐射剥离行星大气随着时间的推移,往往只留下岩石行星的核心。我们发现了一颗6.2 R $_\oplus$(0.55 R $_\mathrm{J}$),19.2 M $_\oplus$(0.060 M $_\mathrm{J}$)行星每4.21285天经过一颗红巨星。这颗行星的年龄和高平衡温度以及非常低的密度表明,它的气体外壳应该在数十亿年前被高能恒星辐射剥离。目前的行星质量和半径表明大气剥离比预测的要慢。出乎意料的低恒星活动和/或后期行星膨胀可能是这个系统观测到的特性的原因。
2023-03-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kepler-445, Kepler-446 and the Occurrence of Compact Multiples Orbiting Mid-M Dwarf Stars
我们确认并描述了系外行星系统Kepler-445和Kepler-446:两颗中M矮星,每颗都有多个小的短周期凌日行星。开普勒-445是一颗富含金属([Fe/H]=+0.25 $\pm$ 0.10)的M4矮星,有三颗凌日行星,开普勒-446是一颗贫金属([Fe/H]=-0.30 $\pm$ 0.10)的M4矮星,也有三颗凌日行星。开普勒-445c与GJ 1214 b相似:行星半径和主恒星的性质。开普勒-446系统与开普勒-42系统相似:两者都是贫金属的大星系空间速度和三个短周期的,可能是岩石的凌日行星,最初被错误地分配了大行星与恒星的半径比。我们独立地确定恒星的光谱参数和搜索和拟合的行星的过境光变曲线,施加严格的恒星密度的先验,以消除拟合的碰撞参量和行星与恒星的半径比之间的相关性短时间过境。结合开普勒-445,开普勒-446和开普勒-42,并隔离开普勒观测到的所有中M矮星,以检测类似系统所需的精度,我们计算出21 $^{+7}_{-5}$ %的中M矮星拥有紧凑的多个(周期小于10天的多个行星),金属丰度范围很广。我们认为,推断这些系统的行星质量支持高效率的吸积原行星盘金属中M矮原行星。
2015-01-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
GJ3470-d and GJ3470-e: Discovery of Co-Orbiting Exoplanets in a Horseshoe Exchange Orbit
本研究通过多台站凌星观测发现 GJ3470-d 与 GJ3470-e 两颗共轨系外行星,轨道周期接近且呈马蹄形交换构型,若确认将是该类构型的首次发现。
2023-04-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
Two planets around Kapteyn's star : a cold and a temperate super-Earth orbiting the nearest halo red-dwarf
现在可以使用多普勒光谱学在附近的低质量恒星周围探测到几个地球质量的系外行星。本文研究了Kapteyn星的径向速度变化,Kapteyn星是一颗亚矮星,也是离太阳最近的晕天体。观察结果包括存档和新的HARPS、HIRES和PFS多普勒测量。两个多普勒信号被检测到在48和120天的周期使用似然周期图和贝叶斯分析的数据。使用同样的技术,活动指数和档案ASAS-3光度显示的证据,低水平的活动周期性的订单数百天。然而,在相同的时间尺度上,径向速度的变化没有显着的相关性。在模型中包含行星开普勒信号导致相关和过量白噪声的水平与年轻的G,K和M矮星相比非常低。我们的结论是,卡普坦的恒星很可能是由两个超级地球质量的行星,其中一个是在其环绕宜居带轨道,成为迄今为止已知的最古老的潜在宜居行星。一个行星系的存在和长期生存似乎是一个了不起的壮举,因为卡普坦恒星的起源和运动历史都很特殊。在晕星周围探测到超级地球质量的行星,为研究银河系早期的行星形成过程提供了重要的信息。
2014-06-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
A long-period planet orbiting a nearby Sun-like star
由太阳系外行星HD 134987 b引起的多普勒摆动最早是在近十年前由凯克望远镜的数据探测到的,随后由英澳望远镜的数据证实。然而,随着多年来对这颗恒星获得更多的数据,单个开普勒拟合数据的质量一直在稳步下降。目前手头上138个Keck和AAT观测数据的最佳拟合单开普勒散射的均方根(RMS)为6.6 m/s。这大大超过了凯克和英澳行星探测器对这一星等恒星的仪器精度,也超过了HD 134987的抖动。然而,双开普勒(即双行星)拟合提供了3.3 m/s的显著降低的RMS。最佳双行星解的最小行星质量分别为1.59和0.82兆焦耳,轨道周期分别为258和5000天,偏心率分别为0.23和0.12。我们发现的证据表明,活动引起的抖动是一个重要的因素,在我们的配合,并没有发现证据的asteroseisological p-模式。我们还介绍了七年的测光在一个典型的精度为0.003 mag的T8 0.8米自动测光望远镜在费尔伯恩天文台。这些观测结果没有检测到光度变化,并支持这样的推论,即检测到的径向速度周期是由于行星质量的同伴,而不是由于光球斑点和plages。
2009-12-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
GJ 2126 b: A highly eccentric Jovian exoplanet
研究基于HARPS-RVBank提供的112次HARPS径向速度观测,发现并表征了绕低质量恒星运行、周期2727天且偏心率达0.85的类木行星GJ 2126 b。
2025-02-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Radial Velocity Discovery of an Eccentric Jovian World Orbiting at 18 au
基于Keck/HIRES和McDonald/Tull 20年的径向速度(RV)观测,以及最近使用自动行星探测器的观测,我们发现附近的恒星HR 5183(HD 120066)拥有一颗3 $M_J$的最小质量行星,其轨道周期为$74^{+43}_{-22}$年。它的轨道是高度偏心的(e $\simeq$ 0.84),从木星的轨道内到海王星的轨道外穿梭。我们仔细的调查设计,使高节奏的观测之前,期间和之后的行星的近星点通过,产生精确的轨道参数约束。我们寻找可能激发行星偏心率的恒星或行星同伴,但没有发现候选者,这可能意味着扰动者被从系统中驱逐出去。我们确实发现了一颗距离主星超过15,000 au的恒星伴星,但我们推断它目前距离太远,对HR 5183 b没有明显的影响。由于HR 5183 b的宽轨道使其距离恒星超过30 au(1”),我们还探索了直接成像或恒星天体测量的补充研究的潜力。我们发现,盖亚探测是非常有可能的,在10 $μ$ m成像是一个有前途的途径。这一发现突出了长基线RV调查的价值,用于发现和表征长周期,偏心类木行星。这个群体可能提供重要的洞察力包含多个大质量行星的行星系的动态演化。
2019-09-02 astro-ph.EP
TESS Giants Transiting Giants V -- Two hot Jupiters orbiting red-giant hosts
本研究报道了两颗绕红巨星运行的热木星 TOI-4377 b 和 TOI-4551 b 的发现与确认,测量了它们的质量、半径和轨道周期,并分析了其膨胀状态与加热效率,为理解行星演化提供了新案例。
2023-11-11 astro-ph.EP
The Potential of Planets Orbiting Red Dwarf Stars to Support Oxygenic Photosynthesis and Complex Life
我们回顾了太阳系外行星的最新发现及其支持类地生命的潜力。关注行星轨道红矮星(RD)的恒星,最丰富的恒星类型,我们表明,包括RD作为潜在的宿主恒星可能会增加发现生物行星的概率高达一千倍,并减少估计距离我们最近的生物邻居高达10。我们认为,在讨论系外行星的可居住性时,需要考虑到双星和多星系统。早期的考虑表明,RD行星上的条件不利于生命,因为它们的宜居带(可能存在液态水的地方)如此接近,以至于行星被潮汐锁定在它们的恒星上。这被认为会导致气候不稳定,并使生命形式暴露于电离辐射的耀斑。最近的计算表明,这些负面因素没有原先想象的那么严重。有人认为,相对较冷的RD辐射的较小光子能量不足以进行含氧光合作用(OP)和其他相关的能量消耗反应。许多作者认为RD行星上的OP可能会进化到利用红外光子。然而,我们认为,类比的OP和环境生理学和地球上的陆基植被分布的演变,进化的压力,利用红外辐射将是小的。这是因为RD行星上的植被可以享受中等强度的连续光照,其中包含400-700 nm光合辐射的重要组成部分。我们的结论是,OP的条件可能存在于RD行星上,因此复杂生命的进化是可能的。此外,RDs的巨大数量和长寿命使其更有可能在RDs周围找到具有光合作用和生命的行星,而不是在太阳型恒星周围。
2015-10-12 astro-ph.EP
Planetary protection in the extreme environments of low-mass stars
最近的研究结果表明,目前在寻找类地行星的主要目标M矮星(dM)的磁场与太阳的磁场在拓扑结构和强度上都有很大的不同。特别是,环绕在dM恒星的宜居带(HZ)的行星周围的磁化环境可能与地球周围的环境有很大的不同。这些极端的磁场可以压缩行星的磁层,以至于行星大气的很大一部分可能会暴露在恒星风的侵蚀之下。利用观测到的15 dM恒星的表面磁图,我们研究了强烈的恒星磁场引起的行星磁层压缩的最小程度。我们发现,假设类地行星与类似的地球磁化(~1G)在这些恒星的HZ的内(外)边缘的轨道将提出磁层延伸到最多6.1(11.7)行星半径。为了维持地球大小的磁层,类地行星要么需要在比传统的赫兹极限更远的轨道上运行;要么,如果它在生命承载区域内运行,它将需要一个从几个G到几千个G的最小磁场。
2013-10-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Time resolved spectroscopy of dust and gas from extrasolar planetesimals orbiting WD 1145+017
在WD 1145+017的光变曲线中,探测到了由可能解体的小行星的尘埃造成的多次长而多变的凌日。我们目前的时间分辨光谱观测这个目标的QUCAM CCD安装在中间色散光谱仪和成像系统在4.2米威廉赫歇尔望远镜在两个不同的光谱臂:蓝臂覆盖3800-4025毫米和红臂覆盖7000-7430毫米。当比较两条臂中的个别凌日时,我们的观测结果显示,在20 σ显著性下,在凌日和非凌日数据之间存在0.05-0.1 mag数量级的明显色差,其中红臂中的凌日较深。我们还显示,在> 6 σ显著性下,蓝臂中的谱线在凌日期间比非凌日较浅。对于拱星谱线来说,在凌日期间,吸收的减少在光谱轮廓的红色一侧更大。我们的研究结果证实了以前的研究结果,表明在过境期间的u '带过剩和线吸收减少。两者都可以解释为一个不透明的物体阻挡了一部分气体盘,导致吸收,这意味着吸收气体位于白矮星和过境物体之间。我们的研究结果还表明,EMCCDs的能力进行高品质的时间分辨光谱相对微弱的目标。
2018-10-10 astro-ph.EP
The HARPS search for southern extra-solar planets XXXV. The interesting case of HD41248: stellar activity, no planets?
寻找围绕贫金属恒星运行的行星对于我们理解行星形成模型至关重要。然而,到目前为止,还没有专门的搜索进行过非常低质量的行星绕着这样的物体。因此,只有少数几个低质量行星围绕贫金属恒星运行的情况是已知的。其中,HD 41248是一个贫金属,太阳型恒星上的一对共振的超级地球类行星在本论文中,我们提出了一个新的行星搜索计划,是使用HARPS摄谱仪搜索海王星和超级地球轨道上的一个样本的贫金属FGK矮星。然后,我们提出了一个详细的分析HD 41248的额外的162径向速度测量,在这个程序中获得的,与确认所提出的行星系的存在的目标。我们分析了精确的径向速度,与HARPS摄谱仪,连同几个恒星活动诊断和线轮廓指标。仔细的分析表明,没有证据表明存在先前宣布的行星系。其中一个信号的周期约为25天,显示与恒星的旋转周期有关,并且在一些活动代理中可以清楚地看到。在新数据集中无法令人信服地检索到剩余信号(P~18天)。我们讨论了在HD 41248的数据中观察到的复杂(演变)信号的可能原因,提出它们可以通过具有强差分旋转的恒星表面上的活动区域的出现和消失来解释,或者通过稀疏数据采样和活动区域演变的组合来解释。
2014-04-24 astro-ph.EP
Density, not radius, separates rocky and water-rich small planets orbiting M dwarf stars
比海王星小的系外行星在红矮星(M矮星)周围很常见,其中那些经过其宿主恒星的行星构成了大部分已知的温带世界,适合大气特征。我们分析了M矮星周围所有已知的小型凌日行星的质量和半径,确定了三个种群:岩石,富含水和富含气体。我们的结果是不一致的,与以前已知的双峰半径分布所产生的大气损失的氢/氦信封。相反,我们认为密度差距将岩石和富含水的系外行星分开。包括轨道迁移的形成模型可以解释这些观测结果:岩石行星在雪线内形成,而富含水的世界在雪线外形成,然后向内迁移。
2022-09-08 astro-ph.EP
No evidence of the planet orbiting the extremely metal-poor extragalactic star HIP13044
背景:最近发现的三颗巨行星围绕着极端贫金属的恒星HIP 11952和HIP 13044运行,挑战了核心吸积模型的理论预测。据此,形成巨行星的原行星盘的金属含量是在周围气体失控吸积之前形成星子的关键因素。目标:我们重新分析了用于探测行星的原始FEROS数据,以证明或反驳它们的存在,采用我们新的还原和分析方法。方法:我们应用互相关技术的FEROS光谱测量径向速度变化的HIP13044和HIP11952。对于HIP 13044,我们达到了$\sim$ 35 $ms^{-1}$的典型精度,对于HIP 11952,达到了$\sim$ 25 $ms^{-1}$的典型精度,这明显优于先前提出的不确定度。结果:我们没有发现这颗行星绕着贫金属的河外恒星HIP 13044运行的证据。我们表明,鉴于我们的径向速度精度,并考虑大量的径向速度历元,最近声称的径向速度信号的非检测的概率低于10 $^{-4}$。最后,我们还证实了极端贫金属恒星HIP 11952不包含两个气体巨行星系统的发现。这些结果重申了行星形成的核心吸积模型的预期。
2014-01-03 astro-ph.EP
Do close-in giant planets orbiting evolved stars prefer eccentric orbits?
美国宇航局开普勒和K2任务最近揭示了一群过境的巨行星,它们围绕着中等进化的低光度红巨星分支恒星运行。在这里,我们提出了径向速度测量的三个这些系统,揭示了显着的非零轨道偏心率在每种情况下。将这些系统与已知的行星群进行比较,可以发现,在演化恒星周围的近距离巨行星,其轨道往往比在主序星周围的更偏心。我们将其解释为这些行星的轨道通过一个短暂的,适度偏心的阶段,在那里他们收缩的速度比他们圆由于潮汐上提出的演化宿主恒星的初步证据。目前已知系统的额外径向速度测量,以及最近发射的NASA TESS任务发现的新系统,可能会限制这一过程的时间尺度和质量依赖性。
2018-07-08 astro-ph.EP
Finding Exoplanets Orbiting Young Active Stars. I. Technique
恒星活动,如恒星黑子,可以引起径向速度(RV)的变化,可以掩盖甚至模仿轨道系外行星的RV签名。由于这个原因,RV系外行星调查在寻找年轻活跃恒星周围的行星时一直不成功,因此未能探索有助于揭示行星如何形成和迁移的重要机制。本文介绍了一种从中等旋转的活动恒星(vsini范围为10 - 50 km/s)的恒星线轮廓中去除斑点特征的新技术。通过这样做,它允许行星RV信号被发现。我们使用表面具有不同黑点的G5 V型恒星的模拟模型以及已知活跃恒星HD 49933的档案数据来验证我们的方法。结果表明,星斑可以有效地从谱线轮廓中去除,从而使恒星RV抖动降低80%以上。将此程序应用于相同的模型和HD 49933数据,但注入了假行星,从而有效地去除了恒星黑子,从而成功地恢复了短轨道周期的木星质量行星。这些结果表明,这种方法可以用于寻找围绕年轻活跃恒星运行的热木星行星,其vsini为10 - 50 km/s。
2013-01-07 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The Occurrence Rate of Earth Analog Planets Orbiting Sunlike Stars
开普勒是一个太空望远镜,它搜索类太阳恒星的行星。它的主要目标是确定η_Earth,即拥有类似地球的行星的类太阳恒星的比例。当一颗行星“过境”或在恒星前面移动时,开普勒可以测量随之而来的星光变暗。通过对超过15万颗恒星的前四个月测量结果的分析,开普勒的科学团队已经确定了超过一千颗新行星候选者的大小,地面温度,轨道大小和周期。在本文中,我们描述的周期概率分布函数的超级地球和海王星的行星候选人的周期长达132天,并找到三个不同的周期制度。对于周期小于3天的候选者,密度随着周期的增加而急剧增加;对于3至30天的周期,密度随着周期的增加而逐渐上升,而对于大于30天的周期,密度随着周期的增加而逐渐下降。根据开普勒2011年2月发布的数据,我们估计1%到3%的像太阳这样的恒星预计会有类似地球的行星。这个估计是基于从开普勒行星候选者的基准子样本外推的,我们选择了名义上的“完整”(即,没有错过的检测)到类地行星的领域,通过简单的幂律模型。随着更多来自开普勒任务的数据被纳入,外推的准确性将得到提高。准确了解η_地球对于规划未来的任务至关重要,这些任务将对类地行星进行成像和光谱。我们的结果是,地球是相对稀缺的,这意味着将需要大量的努力,以确定合适的目标恒星之前,这些未来的任务。
2011-06-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet Hunters VII. Discovery of a New Low-Mass, Low-Density Planet (PH3 c) Orbiting Kepler-289 with Mass Measurements of Two Additional Planets (PH3 b and d)
我们报告发现了一颗新确认的行星($P=66.06$天,$R_{\rm{P}}=2.68\pm0.17R_\oplus$)和两颗先前确认的开普勒行星开普勒-289 b($P=34.55$天,$R_{\rm{P}}=2.15\pm0.10R_\oplus$)和开普勒-289-c($P=125.85$天,$R_{\rm{P}}=11.59\pm0.10R_\oplus$)的质量测定,通过它们的过境时间变化(TTV)。我们也排除了这三颗行星存在于$1:2:4$拉普拉斯共振中的可能性。外行星有非常深的(PDMATHAMT),高信噪比的凌日,这通过开普勒第三定律对其宿主恒星的恒星性质提出了非常严格的限制。恒星PH 3是一颗年轻的类太阳恒星(由等时线和陀螺年代学确定为$\sim1$陀螺),具有$M_*=1.08\pm0.02M_\odot$、$R_*=1.00\pm0.02R_\odot$和$T_{\rm{eff}}=5990\pm38$ K。这颗中间行星的大TTV振幅($\sim5$小时)导致在以前的搜索中没有检测到或检测不准确。一个强的斩波信号,即TTV中较短周期的正弦曲线,使我们能够打破质量偏心率简并,并唯一地确定内、中、外行星的质量为$M=7.3\pm6.8M_\oplus$、$4.0\pm0.9M_\oplus$和$M=132\pm17M_\oplus$,我们分别将其命名为PH 3 b…
2014-10-29 astro-ph.EP
A Hot Uranus Orbiting the Super Metal-rich Star HD77338 and the Metallicity - Mass Connection
我们宣布发现了一颗低质量行星,它围绕着超级金属丰富的K 0 V恒星HD 77338运行,这是我们正在进行的卡兰-赫特福德郡系外行星搜索的一部分。最佳拟合行星解的轨道周期为5.7361 \pm 0.0015天,径向速度半振幅仅为5.96 \pm 1.74 m/s,我们发现最小质量为15.9+4.7-5.3 Me。我们发现这个数据集使用贝叶斯分析和周期图分析的协议。我们测量的恒星金属丰度为+0.35 \pm 0.06 dex,而另一项最近的工作(Trevisan et al. 2011)发现+0.47 \pm 0.05 dex。因此,HD 77338 b是已知最富金属的行星宿主恒星之一,也是拥有亚海王星质量行星的最富金属恒星。我们搜索了HD 77338 b的过境特征,但没有检测到。我们还强调了一个新兴的趋势,金属丰度和质量似乎在非常低的质量,这一发现将与核心吸积模型的行星形成。这一趋势似乎表明,对于海王星质量及以下的行星,当宿主恒星更富含金属时,更高质量的行星更受欢迎。此外,在超级富金属区也有一个较低的边界,与亚太阳金属区相比,那里还没有发现非常低质量的行星。蒙特卡洛分析表明,这个低质量行星沙漠在统计学上与当前36颗行星的样本在4.5σ左右具有显著性。此外,开普勒的结果加强了在超级金属丰富的系统中缺乏最低质量行星的说法。最后,这一发现增加了围绕低质量和富含金属的恒星的低质量行星的数量,…
2012-12-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Bio-habitable Zone and atmospheric properties for Planets of Red Dwarfs
开普勒的数据显示,围绕红矮星(RD)运行的可居住小行星非常丰富,因此可能是寻找生物标志物和生命的有希望的目标。在RD的宜居带内运行的行星足够接近,可以被潮汐锁定。最近的一些研究对绕着RD运行的行星是否有能力支持生命产生了怀疑。与此相反,它表明,温度适合液态水,甚至有机分子可能存在于潮汐锁定的行星上的大范围的大气层的RD。绘制了地面温度分布图,它是辐射、温室因子和热量循环的函数。导出了可居住性边界及其对大气性质的依赖性。扩展我们以前对潮汐锁定行星的分析,我们发现潮汐锁定以及RD和K型恒星的同步(不完全锁定)行星可能支持生命,轨道距离和大气条件的范围比以前想象的更广。特别是,有人认为,在潮汐锁定和同步轨道的RD和K型恒星的行星上,可能存在生命的环境,有条件支持氧气光合作用,这在地球上是复杂生命的关键。综述了不同的气候预测和潮汐锁定对假定复杂生命的生物学意义。我们表明,当考虑到连续辐射的影响,光合有效辐射(PAR)潮汐锁定的行星,即使是RD,可以产生一个高的潜在植物生产力,在类似的仲夏生长在地球上的高纬度地区。等待TESS和JWST的发现,我们讨论了上述论点对检测生物标志物(如液态水和氧气)以及生物行星和生命丰度的影响。
2019-07-24 astro-ph.EP
The influence of surface $CO_{\mathrm{2}}$ condensation on the evolution of warm and cold rocky planets orbiting Sun-like stars
宜居带是恒星周围的区域,在那里,液态水可以稳定地存在于行星表面。它的宽度通常被认为是由碳酸盐-硅酸盐循环的效率决定的,这种循环在我们的星球上维持了数十亿年的可居住表面条件。这种循环可能会被大量的$CO_{\mathrm{2}}$冰的表面凝结所抑制,这很可能发生在大气$CO_{\mathrm{2}}$含量足够高的遥远行星上。这样的过程可能会将$CO_{\mathrm{2}}$冰永久地困在行星内,威胁到它的长期可居住性。最近的工作已经模拟了最初围绕太阳运行的冰冷行星体的这种情况。在这里,我们使用一个先进的能量平衡模型来考虑最初温暖和寒冷的快速旋转的行星绕F-K恒星。我们表明,轨道距离的范围内发生显着的表面$CO_{\mathrm{2}}$冰冷凝显着减少的热启动行星。恒星类型并不影响这一结论,尽管表面$CO_{\mathrm{2}}$冰在较热恒星周围的宜居带的较大部分上凝结。因此,热启动模拟与1-D模型的预测是一致的,这表明在这些早期的模型中的经典宜居带限制仍然有效。我们还发现,冷启动模拟表现出的趋势是一致的,与以前的工作为太阳,虽然我们现在扩展到其他恒星类型的分析。
2021-03-30 astro-ph.EP
TOI-6508b: A massive transiting brown dwarf orbiting a low-mass star
本文报道了环绕低质量恒星的凌日褐矮星TOI-6508b的发现,其质量比极高,丰富了该稀疏区域的样本。
2025-02-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
A candidate super-Earth planet orbiting near the snow line of Barnard's star
巴纳德星(Gl 699)距离地球1.8秒差距,是一颗红矮星,在所有已知的恒星中,它的视运动最大。它是距离太阳最近的单颗恒星,仅次于半人马座阿尔法星三颗恒星系统。巴纳德星也是已知的磁活动最少的红矮星之一,估计年龄比我们的太阳系还要老。它的特性使它成为行星搜索的主要目标,使用径向速度,天体测量和直接成像等技术,所有这些技术都具有不同的灵敏度限制,但最终导致否定或无效的结果。在这里,我们报告说,从高精度径向速度仪器的众多测量的组合揭示了一个低振幅,但在233天的显着的周期性信号的存在。独立的光度和光谱监测,以及对仪器系统效应的分析表明,这一信号最好解释为来自行星伴星。巴纳德恒星周围的候选行星是一个寒冷的超级地球,其最小质量为3.2地球质量,在其雪线附近运行。20年来所有径向速度数据集的组合还揭示了一种长期调制,可能来自磁活动周期或更遥远的行星物体。由于它靠近太阳,这颗行星与巴纳德恒星的最大角距为220毫角秒,使其成为补充直接成像和天体测量观测的绝佳目标。
2018-11-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Non-radial oscillations mimicking a brown dwarf orbiting the cluster giant NGC 4349 No. 127
针对星团巨星 NGC 4349 No. 127 的径向速度变化,本文提出低振幅逆行偶极非径ial振荡模型,结合 HARPS 光谱模拟,成功解释了观测变化并否定了褐矮星伴星假说。
2024-07-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Potential Biosignatures in Super-Earth Atmospheres
类地行星的大气温度和混合比廓线随不同类型M矮星的光谱能流分布和行星引力的变化而变化。我们调查由此产生的影响的分子吸收带的光谱外观,这是相关的指标,潜在的行星可居住性在初级和次级日食过境类地行星与地球一样的生物质排放。大气剖面计算使用平面平行,一维气候模式加上化学模式。然后,我们使用逐线辐射转移模型计算模拟光谱。我们发现,在二次日食期间的发射光谱显示增加的吸收甲烷,水和臭氧的行星轨道安静的M0-M3矮星和活跃的M型恒星AD狮子座相比,太阳型中心恒星。然而,对于绕着非常冷和安静的M矮星(M4到M7)运行的行星,大气层中温度的升高会导致吸收信号的减少,使得在这种情况下分子的检测更加困难。在主食期间的透射光谱显示出强烈的吸收特征的CH 4,N2 O和H2O的行星轨道安静的M0-M7恒星和AD狮子座。一颗地球大小的行星围绕一颗安静的M7恒星运行,其N2 O吸收甚至可以与CO2信号一样强。然而,由于大气中的化学作用,围绕这种冷中心恒星运行的行星的臭氧吸收减少。为了研究未来潜在卫星任务对吸收带光谱检测的影响,我们计算了詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)类孔径望远镜的信噪比(SNR)。
2011-02-15 astro-ph.EP
Impact of stellar flares on the chemical composition and transmission spectra of gaseous exoplanets orbiting M dwarfs
活动M矮星的恒星耀斑会影响近轨道气体巨星的大气成分,并可能导致随时间变化的透射光谱。我们的目标是研究各种耀斑的影响,不同的能量,持续时间和发生频率,对组成和光谱的近轨道,潮汐锁定的气体行星与气候为主的赤道超旋转。我们使用了一系列的伪二维光和热化学动力学模型,其中考虑到平流的赤道急流,模拟中性分子组成的气态行星(有效温度800 K),轨道燃烧M矮星。然后,我们计算了晚上和早上的肢体的透射光谱。我们发现,白天和晚上的肢体的上部区域严重亏损的CH 4和NH 3的耀斑后几天的总辐射能量为$ 2 \times 10^{33} $尔格。摩尔分数的C2 H2和HCN的增强到一个因素3的夜侧和早晨肢体后,白天到夜侧平流的光解物种。甲烷的消耗减少了100-300百万分之一(ppm)的运输深度在晚上的肢体和C2 H2的生产增加了14微米的功能高达350 ppm的早晨肢体。我们发现,重复的耀斑驱动器的大气组成,不同于其前耀斑分布,这转化为一个永久性的修改的透射光谱。我们发现,单一的高能量耀斑可以影响大气的近轨道气体巨星耀斑事件后的几天,在此期间,他们的透射光谱改变了几百ppm。重复燃烧对未来对活跃恒星周围系外行星的检索分析具有重要意义,因为大气成分和由此产生的光谱特征与不包括燃烧的模型有很大不同。
2022-09-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Residual eccentricity of an Earth-like planet orbiting a red giant Sun
本文研究类地行星绕红巨星太阳的残余偏心率,发现恒星对流密度涨落激发随机偏心率,地球被吞没是随机过程,残余偏心率可达0.026,并影响白矮星大气污染。
2023-05-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetary companions orbiting the M dwarfs GJ 724 and GJ 3988. A CARMENES and IRD collaboration
本文利用CARMENES、HARPS和IRD的视向速度数据,在M矮星GJ 724和GJ 3988周围各发现一颗短周期系外行星,其中GJ 724 b具有迄今M矮星单行星系统中最高的轨道偏心率。
2023-10-09 astro-ph.EP
The Effect of Host Star Spectral Energy Distribution and Ice-Albedo Feedback on the Climate of Extrasolar Planets
行星气候可以受到主星光谱能量分布与冰雪反射率随波长变化的相互作用的影响。在这里,我们探索这种影响,使用一维(1-D),逐行,辐射传输模型计算宽带行星赤道作为输入的季节性变化,1-D能量平衡气候模型。一个三维大气环流模型也被用来探索大气对入射恒星辐射或星座和表面辐射变化的反应。使用这个层次的模型,我们模拟行星覆盖的海洋,陆地和水冰的不同粒度,从不同的光谱型的恒星的入射辐射。类地行星绕恒星运行时,其近紫外辐射较高,表现出较强的冰-水反馈。我们发现,冰覆盖的条件下发生的F-矮行星,只有2%的减少星座相对于目前的星座在地球上,假设固定的CO2(目前地球上的大气水平)。一颗类似的行星以相同的通量距离绕太阳运行,需要减少8%的星座,而一颗绕M矮星运行的行星需要额外减少19%的星座才能被冰覆盖,相当于现代太阳常数的73%。在宜居带的外缘,表面冰-水反馈效应变得不那么重要,在那里,为了维持表面液态水的稳定条件,大气中的CO2预计会很高。我们表明,3-10巴的二氧化碳将完全掩盖冰雪的气候效应,离开宜居带的外部界限不受水冰和雪的光谱依赖性的影响。然而,对于一颗环绕M矮星运行的行星来说,维持开放水域所需的CO2比更热的主序星要少。
2013-05-29 astro-ph.EP
Wind accretion onto planets orbiting an evolving Solar-like star and their detectability
Universidad Autónoma de Sinaloa(锡那罗亚自治大学);Instituto de Radioastronomía y Astrofísica, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学射电天文学与天体物理研究所);SECIHTI - Instituto de Física y Matemáticas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo(米却肯圣尼古拉斯德伊达尔戈大学物理与数学研究所);Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC(安达卢西亚天体物理研究所)
研究行星围绕红巨星分支和热脉动渐近巨星分支阶段的太阳型恒星吸积恒星风,并探讨其可检测性。
2026-03-19 astro-ph.EP astro-ph.SR