The Mass of Kepler-93b and The Composition of Terrestrial Planets
开普勒-93 b是一颗行星，其半径为1.478 +/- 0.019地球半径，周期为4.7天，围绕着一颗明亮的恒星（V=10.2），具有天体地震学特征，质量为0.911+/-0.033太阳质量，半径为0.919+/-0.011太阳半径。基于国家伽利略望远镜上的HARPS-N光谱仪获得的86个径向速度观测值和32个Keck/HIRES档案观测值，我们提出了4.02+/-0.68地球质量的精确质量估计。相应的6.88+/-1.18 g/cc的高密度与主要由铁和镁硅酸盐组成的岩石成分一致。我们将开普勒-93 b与其他密度大的行星进行了比较，发现在1-6个地球质量之间，包括地球和金星在内的所有密度大的行星都被相同的铁与镁硅酸盐的固定比例很好地描述。到目前为止，还没有质量大于6个地球质量的行星的例子：在这个质量范围内的所有已知行星都具有较低的密度，需要大量的挥发物或H/He气体。我们还约束质量和周期的开普勒-93系统的外伴星的长期径向速度趋势和档案自适应光学图像。随着具有良好约束质量和半径的致密行星样本的继续增长，我们将能够测试本文中考虑的7颗致密行星的固定组成模型是否扩展到1-6颗地球质量行星的全部人口。
2014-12-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Compositions of Rocky Planets in Close-in Orbits Tend to be Earth-Like
本文通过更新5颗岩质系外行星质量并确认新行星TOI-1011，发现近距离轨道岩质行星成分更接近地球，且行星与宿主恒星元素丰度比相似，推翻了此前关于二者成分存在陡峭关系的结论。
2024-09-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kepler-1656b: a Dense Sub-Saturn With an Extreme Eccentricity
开普勒-1656 b是一颗5 $R_E$的行星，轨道周期为32天，最初由开普勒任务发现。我们用Keck/HIRES获得了Kepler-1656的精确径向速度，以确认这颗行星并表征其质量和轨道偏心率。开普勒-1656 b的质量为$48 \pm 4 M_E$，比大多数同等大小的行星都要大。它的高质量意味着行星总质量的很大一部分，大约80%，是高密度的物质，如岩石/铁，其余的质量是低密度的H/He包层。这颗行星的离心率也很高，为$0.84 \pm 0.01$，是所有小于100 $M_E$的行星中最大的。这颗行星的高密度和高离心率可能是原行星盘分散期间或之后的一次或多次散射和合并事件的结果。
2018-09-22 astro-ph.EP
Carbon abundance of stars in the LAMOST-Kepler field
主恒星铁丰度与系外行星出现率之间的相关性是公认的，并在几项研究中得出。类似的相关性可能存在于最丰富的元素，如碳和氧，它们也控制着原行星盘的尘埃化学。本文利用LAMOST巡天观测到的开普勒视野中的大量恒星，估计行星出现率与宿主恒星碳丰度的关系是可能的。碳丰度是使用LAMOST光谱中CH G带区域的合成光谱拟合得出的。碳丰度随金属丰度的变化趋势与前人的研究一致，并遵循银河系化学演化（GCE）。与[Fe/H]类似，我们发现[C/H]值在巨行星宿主中更高。行星宿主和单个恒星的[C/Fe]和[Fe/H]之间的趋势是相似的;然而，有一种偏好，即在宿主恒星周围的巨行星具有太阳下的[C/Fe]比和更高的[Fe/H]。更高的金属丰度和太阳下的[C/Fe]值被发现在年轻的恒星作为GCE的结果。因此，根据目前的样本，很难将结果解释为GCE的结果或由于行星形成。
2022-08-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Role of Core Mass in Controlling Evaporation: the Kepler Radius Distribution and the Kepler-36 Density Dichotomy
我们使用耦合热演化和光蒸发质量损失的模型来理解开普勒-36系统的形成和演化。我们发现，卡特等人（2012）观察到的平均行星密度的巨大差异可以解释为具有相似初始成分的行星的光蒸发的自然结果。然而，我们发现这种对比不是由于行星之间XUV辐射的差异，而是由于行星岩石/铁核的质量差异以及这对质量损失演变的影响。我们详细探讨了我们的耦合模型如何依赖于辐照，质量，年龄，成分和质量损失的效率。基于大量的耦合演化和质量损失运行的拟合，我们提供了分析拟合，以了解阈值XUV通量显着的大气损失，作为核心质量和质量损失效率的函数。最后，我们讨论了这些结果的背景下，最近的研究开普勒候选人的半径分布。利用我们的参数研究，我们对亚海王星大小的行星的频率做出了可测试的预测。我们表明，1.8-4.0 R_地球行星应成为显着不常见的轨道上10天内，并讨论了一个狭窄的“发生谷”的可能性，在半径通量分布。此外，我们描述了光蒸发如何为Ciardi等人（2013）最近的观察提供了一个自然的解释，即内行星在系统中优先较小。
2013-05-14 astro-ph.EP
Exploring the alpha-enhancement of metal-poor planet-hosting stars. The Kepler and HARPS samples
最近的研究表明，在低金属丰度时，多普勒探测到的行星宿主恒星最好具有高α含量，并且属于厚盘。我们使用了87颗开普勒行星候选者的侦察光谱和HARPS行星搜索调查的数据来探索这一现象。使用传统的光谱丰度分析方法，我们推导出Ti，Ca，和Cr丰度的开普勒恒星。在金属丰度-0.65 < [Fe/H] < -0.3 dex的区域中，钛增强的厚盘HARPS行星的恒星比例为12.3 +/-4.1%，而薄盘对应物的比例为2.2 +/-1.3%。二项统计给出了0.008的概率，这可能是偶然发生的。结合两个样本（HARPS + Kepler）加强了该结果的显著性（P ~ 99.97%）。由于这些恒星中的大多数都有小质量/小尺寸的行星，我们可以假设，虽然类地行星可以在低铁区发现，但它们大多被α元素增强。这意味着岩石行星的早期形成可能始于银河系厚盘，那里的化学条件更有利。
2012-11-07 astro-ph.EP
In-depth characterization of the Kepler-10 three-planet system with HARPS-N radial velocities and Kepler transit timing variations
本文利用HARPS-N近11年的高精度径向速度和Kepler凌星计时变化，结合多种噪声模型深入分析了Kepler-10三行星系统，准确测定了三颗行星的质量与轨道参数，并推断Kepler-10c可能是一个形成于水雪线之外的水世界。
2025-04-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
SOPHIE velocimetry of Kepler transit candidates XVII. The physical properties of giant exoplanets within 400 days of period
虽然巨大的太阳系外行星已经研究了二十多年，但仍然存在一些悬而未决的问题，例如它们的主要形成和迁移过程，以及它们在不同恒星环境中的大气演化。在本文中，我们研究了开普勒望远镜探测到的轨道周期长达400天的巨型凌日系外行星样本。我们首先定义了129颗巨行星候选者的样本，并在6年的径向速度运动中使用SOPHIE光谱仪（OHP，法国）进行了跟踪。这使我们能够揭示这些候选者的性质，并测量在400天周期内运行的巨型行星候选者的假阳性率为54.6 +/-6.5%。基于已确认或可能的行星样本，我们得出了不同轨道周期范围内巨行星的出现率。400天内巨行星的总出现率为4.6 +/-0.6%。我们恢复，第一次在开普勒数据，不同的人口的巨行星径向速度调查报告。与其他产额比较，我们发现只有热木星的巨行星出现率较低，而长周期行星的出现率并不低。我们还获得了棕矮星沙漠中棕矮星出现率的第一个测量值为0.29 +/-0.17%。最后，我们讨论了样本中巨行星的物理性质。我们证实，接受适度照射的巨行星并没有膨胀，但我们发现，它们的平均形成和演化模型预测的要小。在这种低辐射的巨行星中，我们发现它们的体积密度和宿主恒星的铁丰度之间可能存在相关性，这需要更多的探测来证实。
2015-11-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
A comprehensive study of the relations between the properties of planetary systems and the chemical compositions of their host stars
Universidade Federal do Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学）；Observatório Nacional（国家天文台）；Universidade Federal de Sergipe（塞尔希培联邦大学）；Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）
本研究通过分析561颗开普勒系外行星宿主恒星的化学成分，发现α元素富集可能促进金属贫乏环境中的大行星形成，同时铁丰度仍是关键限制因素。
2026-02-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
A 1.9 Earth radius rocky planet and the discovery of a non-transiting planet in the Kepler-20 system
开普勒-20是一颗太阳型恒星（V = 12.5），拥有一个由五颗凌日行星组成的紧凑系统，所有行星都位于我们太阳系的水星轨道距离内。最近有几篇文献提出了从岩石行星到气态行星的过渡，行星过渡半径约为1.6 REarth（Rogers 2015;Weiss & Marcy 2014）。开普勒-20b（Rp ~ 1.9 REarth）的大小超过了这个过渡半径，但以前的质量测量不够精确，无法得出关于其组成的明确结论。我们提供了开普勒-20系统中三颗行星的新质量测量结果，这些测量结果得到了HARPS-N摄谱仪的104个径向速度测量结果和30个Keck/HIRES观测档案，以及开普勒数据的最新光度分析和主恒星的星震分析（Mstar = 0.948+-0.051 Msun和Rstar = 0.964+-0.018 Rsun）。开普勒-20 b是一颗1.868+0.066-0.034地球质量的行星，周期为3.7天，质量为9.70+1.41-1.44地球质量，平均密度为8.2+1.5-1.3克/立方厘米，表明其岩石组成与地球的铁硅酸盐比例一致。这使得开普勒-20b成为迄今为止发现的最大的岩石组成行星。此外，我们还发现了另外一颗非凌日行星，其最小质量为19.96+3.08-3.61 MEarth，轨道周期约为34天，位于Kepler-20 f（P ~ 11天）和Kepler-20 d（P ~ 78天）之…
2016-08-24 astro-ph.EP
Kepler 18-b, c, and d: A System Of Three Planets Confirmed by Transit Timing Variations, Lightcurve Validation, Spitzer Photometry and Radial Velocity Measurements
我们报告发现了三颗围绕一颗类似太阳的恒星运行的行星，我们将其命名为Kepler-18。这些凌日信号是在开普勒卫星的光度数据中检测到的，并通过结合大的凌日时间变化、径向速度变化、Warm-Spitzer观测和假阳性概率的统计分析被证实来自行星。开普勒-18恒星的质量为0.97 M_sun，半径为1.1 R_sun，有效温度为5345 K，铁丰度[Fe/H]=+0.19。这些行星的轨道周期分别为3.5、7.6和14.9天。最内侧的行星“b”是一颗“超级地球”，质量为6.9 \pm 3.4 M_地球，半径为2.00 \pm 0.10 R_地球，平均密度为4.9 \pm 2.4 g cm^-3。两颗外行星“c”和“d”都是低密度海王星质量的行星。开普勒-18 c的质量为17.3 \pm 1.9 M_地球，半径5.49 \pm 0.26 R_地球，平均密度为0.59 \pm 0.07 g cm^-3，而Kepler-18 d的质量为16.4 \pm 1.4 M_earth，半径6.98 \pm 0.33 R_地球，平均密度为0.27 \pm 0.03 g cm^-3。开普勒-18c和开普勒-18d的轨道周期接近2：1的平均运动共振，导致很大的和容易检测到的过境时间变化。
2011-10-04 astro-ph.EP
Kepler-21b: A rocky planet around a V = 8.25 magnitude star
HD 179070，又称开普勒21，是一颗V = 8.25 F6 IV的恒星，也是开普勒发现的最明亮的系外行星宿主。豪厄尔等人（2012年）对开普勒光变曲线前13个月（Q 0- Q5）的早期详细分析显示，开普勒-21 b是一颗行星伴星，半径约为1.60 +/- 0.04 R_地球，轨道周期约为2.7857天。然而，他们无法从最初的径向速度观测中确定行星的质量，并且只能施加10 M地球的2 sigma上限。在这里，我们提出了82个新的径向速度观测与HARPS-N，连同现有的14个HIRES数据点，该系统的分析结果。我们探测到Kepler-21 b的多普勒信号，其径向速度半幅值K = 2.00 +/- 0.65 m/s，这对应于行星质量为5.1 +/- 1.7 M_earth。我们还测量了行星的改进半径1.639（+0.019，-0.015）R_地球，与Howell等人（2012）报告的半径一致。我们的结论是，密度为6.4 +/- 2.1 g/cm ^3的开普勒-21 b属于类地行星的群体，其内部具有铁、镁硅酸盐，这些行星通过恒星风或引力逃逸失去了大部分的包层挥发物。本文提出的径向速度分析是确定TESS小行星候选者质量所必需的分析类型的一个例子。
2016-09-24 astro-ph.EP
Characterization of the Kepler-101 planetary system with HARPS-N. A hot super-Neptune with an Earth-sized low-mass companion
我们报告的开普勒-101行星系的特性，由于结合DE-MCMC分析开普勒数据和40径向速度与HARPS-N摄谱仪。这个系统之前由Rowe等人（2014）验证，由一个热的超级海王星Kepler-101 b和一个地球大小的行星Kepler-101 c组成。这两颗行星分别以3.49天和6.03天的时间围绕着稍微演化和富含金属的G型恒星运行。开普勒-101 b的质量为$M_{\rm p}=51.1_{-4.7}^{+5.1}~M_{\oplus}$，半径为$R_{\rm p}=5.77_{-0.79}^{+0.85}~R_{\oplus}$，密度为$ρ_{\rm p}=1.45_{-0.48}^{+0.83} \rm g\;cm^{-3}$，是第一个被完全表征的超级海王星，其密度表明重元素在其内部占据了相当大的比例，超过了其总质量的$60\%$。开普勒-101 c的半径为$1.25_{-0.17}^{+0.19}~R_{\oplus}$，这意味着没有任何H/He包层，但由于其母星相对较暗，无法进行高精度径向速度测量（$K_{\rm p}=13.8$）和有限的径向速度测量，因此无法确定其质量。$1~σ$上限$M_{\rm p} < 3.8~M_{\oplus}$排除概率为$68.3\%$的纯铁成分。开普勒-101行星系的结构--包含一颗近距离的巨行星和一颗地球大小的外行星，其周期比略大于3：2…
2014-09-16 astro-ph.EP
An Earth-sized planet with an Earth-like density
开普勒-78（KIC 8435766）是由Sanchis-Ojeda等人（2013年）发现的，拥有一颗大小为地球1.16倍的凌日行星，轨道周期仅为8.5小时。虽然开普勒精密的测光能够确定它的半径和周期，但在没有精确径向速度测量的情况下，行星的质量（以及它的平均密度）仍然不受约束。在这里，我们提出了一个精确的质量测量开普勒-78b使用HARPS-N摄谱仪，最近安装在国家伽利略望远镜（INAF）在罗克德洛斯Muchachos天文台，西班牙拉帕尔马。这些新数据产生了1.86地球质量的质量。因此，该行星的平均密度为每立方厘米5.57克，这与地球的密度相似，意味着由铁和岩石组成。开普勒78 b围绕着一颗名为开普勒78的类太阳恒星运行，该恒星位于天鹅座，距离我们大约400光年，现在是最小的系外行星，其质量和半径都是准确的。
2013-10-30 astro-ph.EP
Enhanced constraints on the interior composition and structure of terrestrial exoplanets
系外行星内部模型通常假设行星的元素丰度与其母星的元素丰度相同。主恒星丰度是行星丰度的良好代表，但仅适用于难熔元素。对于类地行星来说尤其如此，这可以从太阳与地球和其他内太阳系天体之间的整体化学成分的相对差异中得到证明。因此，行星主星的元素丰度必须被去挥发，以便正确地表示其类地行星的整体化学成分。此外，镍和轻元素与铁一起对类地行星的核心做出了重要贡献。因此，我们采用了扩展的化学网络的核心，由铁/镍比为18 $\pm$ 4（按数量）的约束。通过将这些约束应用于太阳，我们的模型再现了地幔和核心的组成，以及地球的核心质量分数。我们还将我们的建模应用于四颗具有精确测量元素丰度的系外行星宿主恒星：开普勒-10，开普勒-20，开普勒-21和开普勒-100。如果这些恒星在它们的宜居带中也有类地行星，我们发现绕开普勒-21运行的行星最像地球，而绕开普勒-10运行的行星最不像地球。为了评估岩石系外行星在内部组成和结构方面与地球的相似性，高精度的宿主恒星丰度至关重要。我们的模拟表明，丰度的不确定性应优于$\sim$ 0.04 dex，以便进行此类评估。
2018-12-03 astro-ph.EP
On the Probability that a Rocky Planet's Composition Reflects its Host Star
行星的体积密度，以质量和半径来衡量，是行星结构和组成的结果。对于给定的密度，铁核、岩石地幔和气体包层的相对比例是简并的。这种简并减少了岩石行星没有显着的气体信封时，结构被假定为一个分化的铁芯和岩石地幔，其中核心质量分数（CMF）是一个一阶描述的行星的散装组成。一颗岩石行星的CMF可以从体积密度和假设行星反映了主恒星的主要岩石元素丰度（Fe，Mg和Si）来推导。因此，对比CMF测量值可以揭示地幔剥离、脱气和/或后期挥发物输送等过程中行星形成的结果多样性。我们提出了一个统计上严格的分析，这两个CMF措施的一致性占行星质量和半径和宿主恒星化学丰度的观测不确定性。我们发现，这两个措施是不太可能被解析为统计上的差异，除非体积密度CMF是至少40%以上或50%以下的CMF推断从主恒星。开普勒-107 c有11颗可能的岩石系外行星，根据体积密度推断，其CMF明显大于其主星（2 $σ$）的CMF，因此可能是一颗富含铁的超级水星。K2- 229 b以前被描述为超级汞，但在1-或2- $σ$水平上不符合超级汞的阈值。
2021-05-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Photophoretic separation of metals and silicates: the formation of Mercury like planets and metal depletion in chondrites
水星未经压缩的高质量密度表明，这颗行星主要由铁组成，要么是金属（主要是铁镍），要么是硫化铁。信使号水星任务的最新结果暗示了水星的低温历史，这对解释高金属含量的撞击地幔剥离或蒸发的标准形成模型提出了质疑。像水星一样，两颗最小的太阳系外岩石行星，CoRoT-7 b和开普勒-10b，被发现具有高密度。由于它们的轨道靠近它们的主星，这表明富含铁的内行星可能不是太阳系的累赘，而是行星形成的一般计划的一部分。从未分化的镁铝榴石中还知道，金属与硅酸盐的比例变化很大，这必须归因于行星前的分馏过程。由于这种分馏作用，大多数铁的母体--其中大多数起源于小行星带--相对于太阳系的平均丰度来说，铁的含量是贫化的。导致太阳星云中金属硅酸盐分馏的天体物理过程基本上是未知的。在这里，我们考虑电泳力。由于这些力特别作用于辐射固体，它们可能对形成于原行星盘内缘的星子的组成起重要作用。光泳可以将高导热性材料（铁）与低导热性固体（硅酸盐）分离。我们认为，硅酸盐优先被推入光学厚盘。随后在边缘向外移动的星子形成导致靠近恒星的金属丰富的星子和在星云更远的地方的金属耗尽的星子。
2013-05-03 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
Two Earth-sized planets orbiting Kepler-20
自从发现第一颗围绕类太阳恒星的太阳系外巨行星以来，不断发展的观测能力使我们更接近于探测真正的地球类似物。系外行星的大小可以通过它周期性地经过（凌日）其母恒星的前面，导致星光与其半径成比例地减少来确定。迄今为止发现的最小的系外行星的半径是地球半径（R地球）的1.42倍，因此体积是地球的2.9倍。在这里，我们报告发现了两颗行星，一颗地球大小（1.03R地球），另一颗比地球小（0.87R地球），绕着恒星开普勒-20旋转，已知开普勒-20拥有另外三颗更大的凌日行星。新行星对母恒星的引力太小，无法用现有的仪器测量。我们应用的统计方法表明，行星的过境信号的解释的可能性是大于三个数量级的替代假设，信号的结果从一个食双星。理论上，这些行星是岩石行星，由铁和硅酸盐组成。外行星可能已经形成了厚厚的水蒸气大气层。
2011-12-20 astro-ph.EP
Composition of Transiting and Transiting-only super-Earths
最近对前三颗凌日超级地球的探测标志着系外行星领域一个既富有成果又具有挑战性的子领域的开始。描述这些对象的第一步是根据问题的退化特征推断它们的组成。计算结果表明，开普勒-10b的组成介于类地球和类水星（富含铁）之间。相比之下，GJ 1214 b太大而不能是固体，并且必须具有易挥发的外壳。最后，虽然四个报告的CoRoT-7 b的质量估计中有三个允许岩石成分，但一个禁止它，并且只能与大量的水蒸气相一致。除了这三颗过境的低质量行星外，现在还有一千多颗开普勒行星只有测量半径。即使没有质量测量（“仅过境”），仍然有可能对高辐射行星的挥发性成分的数量进行限制，因为它们的包层（如果存在的话）会燃烧。以开普勒-9d为例，我们估计其水蒸气或氢和氦的含量分别小于50%或0.1%。
2011-03-18 astro-ph.EP physics.geo-ph
Evidence for the volatile-rich composition of a 1.5-$R_\oplus$ planet
小于大约$1.7~R_\oplus$的行星群被广泛解释为由岩石世界组成，通常被称为超级地球。这幅图在很大程度上得到了近距离超级地球径向速度（RV）质量测量的证实，但在较低的日照条件下缺乏约束。在这里，我们提出了一个详细的研究开普勒-138系统的结果，使用13哈勃和斯皮策过境观测的暖温带$1.51\pm0.04~R_\oplus$行星开普勒-138 d（$T_{\mathrm{eq, A_B=0.3}}$ ~350 K）结合新的凯克/HIRES RV测量其宿主恒星。我们发现证据的挥发物丰富的“水世界”性质的开普勒-138 d，其质量的很大一部分包含在一个厚厚的挥发层。这一发现是独立的过境时间变化，RV观测（$M_d=2.1_{-0.7}^{+0.6}~M_\oplus$），以及平坦的光学/红外透射光谱的支持。定量分析，我们推断组成的$11_{-4}^{+3}$ \%的挥发物的质量或约51%的体积，与2000公里的深水地幔和大气的核心与地球一样的硅酸盐/铁的比例。任何与观测结果（$<0.003~M_\oplus$）一致的假设氢层都将在大约1000万年的时间尺度上迅速消失。因此，开普勒-138 d的整体组成类似于太阳系中的冰卫星，而不是类地行星。我们的结论是，并非所有的超级地球大小的行星是岩石世界，但挥发物丰富的水世界存在于一个重叠的大小制度，特别是在较低的日照。最后，我们的光动力学分析…
2022-12-14 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
Water content of rocky exoplanets in the habitable zone
本文通过四层内部结构模型、潮汐加热与放射成因热计算，研究28颗宜居带岩质系外行星的水含量，识别出多颗可能拥有厚海洋层或水蒸气大气的候选行星。
2023-12-04 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
A hot Mars-sized exoplanet transiting an M dwarf
我们验证了一个超短周期的行星绕M矮星KOI-4777的行星性质。我们使用开普勒的天基测光，高精度，近红外多普勒光谱从可移动区的行星地球，和自适应光学成像的组合来表征这个系统。KOI-4777.01是一颗火星大小的系外行星（$\mathrm{R}_{p}=0.51 \pm 0.03R_{\oplus}$），每0.412天（$\sim9.9$ -小时）绕恒星一周。这是已知的最小的经过验证的超短周期行星，我们没有看到使用我们的HPF RV的其他大质量同伴的证据。我们通过假设行星的密度小于铁，将PDMATHAMO的上部质量限制为$M_{p}<0.34~\mathrm{M_\oplus}$。获得KOI-4777.01的质量测量值超出了当前仪器的能力。
2021-12-07 astro-ph.EP
A Rocky Composition for an Earth-sized Exoplanet
现在已知，大小介于地球（半径为R $_\oplus$）和海王星（半径约为4 R $_\oplus$）之间的行星在类太阳恒星周围很常见。大多数这样的行星都是通过凌日技术发现的，通过凌日技术，行星的大小可以从行星经过其恒星前时被行星阻挡的星光的比例来确定。测量这颗行星的质量以及它的密度（这是了解其组成的一个线索）则更为困难。大小为2-4 R $_\oplus$的行星已被证明具有广泛的密度范围，这意味着组成的多样性，但这些测量并没有延伸到像地球这样小的行星。在这里，我们报告了对地球大小的行星开普勒-78b质量的多普勒光谱测量，该行星每8.5小时绕其宿主恒星运行一次。假设半径为1.20 $\pm$ 0.09 R $_\oplus$，质量为1.69 $\pm$ 0.41 M $_\oplus$，行星的平均密度为5.3 $\pm$ 1.8 g cm $^{-3}$，与地球相似，表明它由岩石和铁组成。
2013-10-30 astro-ph.EP
Discovery and Validation of a High-Density sub-Neptune from the K2 Mission
我们报告了BD+20594 b的发现，这是一颗高密度的亚海王星系外行星，使用两轮开普勒（K2）任务的第4次活动的测光，HARPS的地面径向速度跟踪以及分别使用AstraLux和MagAO获得的高分辨率幸运和自适应光学成像。主星是一颗明亮的（$V=11.04$，$K_s = 9.37$），略贫金属（[Fe/H] $=-0.15\pm 0.05$ dex）的太阳类似物，位于距离地球的$152.1^{+9.7}_{-7.4}$ pc处，我们发现它的半径为$R_*=0.928^{+0.055}_{-0.040}R_\odot$，质量为$M_* = 0.961^{+0.032}_{-0.029}M_\odot$。对K2测光和HARPS径向速度的联合分析显示，这颗行星是在围绕其主星的$\approx 42$日轨道上，半径为$2.23^{+0.14}_{-0.11}R_\oplus$，质量为$16.3^{+6.0}_{-6.1}M_\oplus$。虽然手头的数据将行星置于质量半径图的区域中，在那里我们可以使用双层模型（即，在岩石/铁和岩石/冰组成之间），我们讨论了更现实的三层组成模型，可以解释所发现的系外行星的高密度。事实上，这颗行星位于“可能是岩石”和“非岩石”系外行星之间的边界，使其成为未来RV后续研究的有趣行星。
2016-07-14 astro-ph.EP
A second terrestrial planet orbiting the nearby M dwarf LHS 1140
LHS 1140是一颗位于附近的中M矮星，已知它拥有一颗温带岩石超级地球（LHS 1140 b），轨道周期为24.737天。基于MEarth和斯皮策的测光观测以及HARPS的多普勒光谱，我们报告发现了一个额外的过境岩石伴侣（LHS 1140 c），质量为$1.81\pm0.39~{\rm M_{Earth}}$，半径为$1.282\pm0.024~{\rm R_{Earth}}$，轨道更紧，3.77795天。我们还得到了LHS 1140 b的质量和半径的更精确的估计为$6.98\pm0.89~{\rm M_{Earth}}$和$1.727\pm0.032~{\rm R_{Earth}}$。行星b和c的平均密度分别为$7.5\pm1.0~\rm{g/cm^3}$和$4.7\pm1.1~\rm{g/cm^3}$，两者都与地球的铁镁硅酸盐比例一致。LHS 1140 b和c的轨道偏心率与圆形轨道一致，分别限制在0.06和0.31以下，置信度为90%。由于这两颗行星的轨道是共面的，而且我们从之前对开普勒数据的分析中知道，围绕M矮星运行的小型行星的紧凑系统是常见的，因此在LHS 1140系统中寻找更多的凌日行星可能是富有成效的。LHS 1140 c是为数不多的已知的附近类地行星之一，其大气层可以用即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜进行研究。
2018-11-22 astro-ph.EP
