Exciting mutual inclination in planetary systems with a distant stellar companion: the case of Kepler-108
本文研究了在双伴扰动下多行星系统中，行星轨道间的相互倾斜由一种新的长期轨道共振激发，我们称之为“诱导”。当行星的节点进动率与双星轨道频率的倍数相匹配时，发生了偏转共振，其物理性质与先前研究的偏转共振相似。捕获到一个偏转共振需要遇到的共振与缓慢增加的节点岁差率，它可以激发行星的相互倾斜，而不影响他们的偏心率。我们讨论了可能的结果ivection共振捕获，我们用模拟来说明，这是一个很有前途的机制，在系统中，行星有显着的相互倾斜，但适度的偏心率，如开普勒-108产生的相互倾斜。我们还发现了一个明显的赤字的多行星系统，将有节点岁差周期可比的双轨道周期，这表明诱导共振可能会抑制形成或不稳定的多行星系统与外部的双同伴。
2021-10-19 astro-ph.EP
Confirmation of an exoplanet using the transit color signature: Kepler-418b, a blended giant planet in a multiplanet system
我们宣布确认开普勒-418b，这是该系统中两个被提出的行星之一。这是第一次确认系外行星主要基于过境颜色签名技术。我们使用开普勒公共数据档案，结合加那利大望远镜的射电光度测量和北欧光学望远镜的FIES径向速度跟踪进行确认。我们报告了一个自信的检测过境的颜色签名，只能解释一个紧凑的掩星机构，完全排除了污染食二进制，层次三重，或放牧食二进制。我们的径向速度测量结果证实了这些发现，它将开普勒-418 b的质量上限定为1兆焦耳。我们还报告说，主恒星是显着的混合，证实了~10%的光污染怀疑从拥挤度量在开普勒光曲线测量开普勒团队。我们报告检测到一个未解决的光源，贡献了一个额外的~40%的目标恒星，这将不会被检测到，如果没有测光分析。由此产生的行星-恒星半径比为0.110 +/- 0.0025，比开普勒测量的0.087多25%，导致半径为1.20 +/- 0.16 Rjup，而不是开普勒团队测量的0.94 Rjup。这是第一次确认系外行星候选者主要基于过境颜色签名，证明这种技术是可行的从地面的巨行星。它对于像开普勒-418b这样的长周期行星特别有用，因为它们的凌日持续时间往往很长。此外，对凌日的双光度分析可以揭示未知的恒星邻居和双星伴星，这些恒星邻居和双星伴星不影响凌日天体的分类，但可能对行星半径产生非常显著的影响。
2014-05-22 astro-ph.EP
Transit Timing Observations from Kepler: VII. Confirmation of 27 planets in 13 multiplanet systems via Transit Timing Variations and orbital stability
我们确认了13个行星系中的27颗行星，通过显示存在统计上显著的反相关过境时间变化（TTV），这表明行星候选人在同一个系统中，以及长期的动力学稳定性，这限制了候选人的质量-表明它们是行星。%这种行星确认的总体方法首先应用于\kepler系统23到32。所有这些新确认的行星系都有接近一阶平均运动共振（MMR）的轨道周期，包括6个接近2：1 MMR的系统，5个接近3：2的系统，以及4：3，5：4和6：5的系统。此外，在一些系统中存在几颗未经证实的候选行星（目前无法用这种方法证实）。这些候选者中的一些也将与已确认的行星或其他候选者接近一阶MMR。开普勒-56（KOI-1241）是一对行星，围绕着一颗12等的巨星运行，其半径超过太阳的三倍，有效温度为4900 K-是已知拥有凌日系外行星系统的最大恒星。
2012-08-16 astro-ph.EP
Is the orbital distribution of multiplanet systems influenced by pure three-planet resonances?
我们分析了已知多行星系统（$N \geq 3$）在平均运动比平面上的分布，并将其与两行星平均运动共振（2 P-MMR）和纯3行星平均运动共振（纯3 P-MMR）产生的共振网络进行了比较。我们发现有趣的证据，紧凑的低质量系统的观测分布和共振结构之间的统计显着相关性，表明可能的因果关系。虽然Kepler-60、Kepler-80和TRAPPIST-1等共振链是强有力的贡献者，但大多数相关性似乎是由未被确定为共振链的系统引起的。最后，我们讨论了它们可能的起源，通过行星迁移的最后阶段的原始盘和/或偏心阻尼过程。
2022-05-04 astro-ph.EP
Predicting missing planets in multiplanet system populations via analytical assessments of dynamical packing
我们提出了一种新的分析方法，以确定潜在的失踪行星在多行星系统中发现通过过境调查，如开普勒和TESS进行的。我们的方法依赖于量化系统的动态包装的动态间距$Δ$，相互希尔半径相邻行星（“行星对”）之间的数量。该方法确定多行星系统内的行星对是否被动态地解压缩，从而能够容纳额外的中间行星。如果发现一对行星是未包装的，我们的方法限制了潜在行星的质量和位置。我们应用我们的方法开普勒主要任务的人口691多个候选系统，首先通过直接计算，然后通过蒙特卡罗（MC）分析。对行星对轨道稳定性所需的最小$Δ$（$Δ= 10$、$12.3$和$21.7$）的三个建议值进行了重复分析。直接计算表明，$691$开普勒多候选系统中的$560$行星对可能包含额外的行星（$Δ= 12.3$）。MC分析表明，这些对的$164$具有解包的概率$\geq 0.90$。此外，根据开普勒系统的平均质量效率计算，这些潜在行星中的$28.2\%$可能是地球和次地球。如果这些行星存在，这里预测的质量和半长轴可以通过表征预期的探测信号来促进探测。最终，了解多行星系统的动态包装可以帮助我们了解它们的结构和形成。
2020-11-05 astro-ph.EP
The Distribution of Planet Radius in Kepler Multiplanet Systems Depends on Gap Complexity
本研究利用234个Kepler多行星系统样本，发现行星半径分布与表征轨道间距规律性的间隙复杂性（C）相关：低C系统半径谷更显著，高C系统亚地球和亚海王星频率较低而超级地球频率较高，表明不规则间距可能引发影响行星特征的动力学相互作用。
2024-08-28 astro-ph.EP
Mass Upper Bounds for Over 50 Kepler Planets Using Low-S/N Transit Timing Variations
扩大开普勒样本的可用质量测量的前景是有限的。行星的质量通常是通过主恒星的径向速度（RV）测量或多行星系统中的凌日时间变化（TTV）的时间序列建模来推断的;然而，大多数开普勒宿主太暗，无法进行RV跟踪，只有少数系统具有足够强的TTV进行时间序列建模。在这里，我们开发了一种方法，约束行星质量的多行星系统使用低信噪比（S/N）TTV。对于加州开普勒巡天的79个多行星系统中的175颗行星样本，我们使用开普勒公开的TTV时间序列推断行星质量的后验。对于53颗行星（我们样本中的$>30\%$），低S/N TTV给出了行星质量的信息上限，即，质量约束强烈地偏离了关于质量的先验，并产生物理上合理的本体组成。对于25颗小行星，低S/N TTV有利于富含挥发物的成分。在可用的情况下，基于低S/N TTV的质量约束与RV导出的质量一致。每个开普勒行星的TTV时间序列都是公开的，开普勒系统的紧凑性使得基于TTV的约束对相当一部分多行星系统提供了信息。利用低S/N TTV为增加开普勒样品的可用质量约束提供了一条有价值的途径。
2022-08-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Transit Timing Observations from Kepler: II. Confirmation of Two Multiplanet Systems via a Non-parametric Correlation Analysis
提出了一种基于凌日时刻变化（TTV）和动力学稳定性相结合的凌日行星确认方法。相关的TTV提供了这对身体在同一物理系统中的证据。轨道的稳定性提供了行星体系中凌日伴星质量的上限。本文介绍了一种非参数技术，用于量化的统计意义上的TTV的两个TTV数据集的相关性的基础上。我们应用这种方法来分析的过境时间变化的两颗恒星与多个过境行星的开普勒确定的候选人。我们确认四个凌日行星在两个多行星系统的基础上，他们的TTV和动力学稳定性的约束。在这些系统中，还有三颗候选行星没有被确认为行星，但一旦进一步的观测和分析成为可能，它们可能被确认为真正的行星。如果所有这些都得到证实，这些系统将接近4：6：9和2：4：6：9的周期。我们的研究结果表明，TTV提供了一个强大的工具，用于确认过境行星，包括低质量行星和行星周围的暗淡的恒星，多普勒后续是不实际的与现有的设施。开普勒的持续观测将大大改善对行星质量和轨道的限制，并为探测更多的非凌日行星提供灵敏度。如果开普勒的观测时间延长到8年，那么类似的分析可能会证实在太阳型恒星的宜居带内或附近存在多个密集的小型凌日行星。
2012-01-25 astro-ph.EP
The curiously circular orbit of Kepler-16b
最近发现的一些环双星行星为天体物理学家提供了一个新的工具，以了解行星形成是如何以及在哪里发生的。在越来越多的环双星系统中，开普勒-16可以说是最令人感兴趣的动态系统：它由一颗行星（e = 0.0069）围绕一颗中等偏心双星（e = 0.16）运行。我们提出了高分辨率的3D光滑粒子流体动力学模拟嵌入在一个circumbinary光盘的开普勒-16类似物，并表明，行星的偏心率阻尼其与原行星盘的相互作用。我们利用这一点为开普勒-16 b迁移通过的真实圆盘中的气体表面密度设定了一个下限，即10 g cm^-2。这表明开普勒16 b和其他环双星行星是在相对巨大的圆盘中形成和迁移的。我们认为，环联星盘的长期演化要求这些行星可能在盘生命周期的早期形成，并在盘失去大量原始质量之前向内迁移。
2013-08-02 astro-ph.EP
Stellar Spin-Orbit Alignment for Kepler-9, a Multi-transiting Planetary system with Two Outer Planets Near 2:1 Resonance
本文介绍了开普勒9多凌日行星系统中行星b的Rossiter-McLaughlin效应的光谱测量结果。由此产生的天空投影自旋轨道角是$λ=-13^{\circ} \pm 16^{\circ}$，它有利于一个对齐的系统，强烈反对高度失调，极性和逆行轨道。包括开普勒9号在内，现在共有4个多行星系统的罗西特-麦克劳克林效应测量，所有这些都与自旋轨道对齐一致。
2017-12-18 astro-ph.EP
Multiplanet systems in inviscid discs can avoid forming resonant chains
包含多颗行星嵌入粘性原行星盘的会聚迁移预计会产生一系列平均运动共振的行星，但开普勒航天器观测到的多行星系统通常不会共振。我们证明，在等效条件下，在粘性盘收敛迁移将形成一个长期稳定的系统中的行星链的平均运动共振，在无粘性盘迁移往往会产生一个系统，这是非常动态不稳定的。特别是，如果行星的质量足以显著扰动盘表面密度并驱动涡旋的形成，行星进入平均运动共振的平稳捕获就会被破坏。当行星在靠近的轨道上堆积时，没有共振的保护，近距离接触增加了行星与行星碰撞的可能性，即使气体盘仍然存在。虽然无粘圆盘经常产生不稳定的非共振系统，但也可以形成稳定的、紧密堆积的非共振系统。因此，在研究行星迁移产生平均运动共振的行星系的预期时，原行星盘的有效湍流粘度是一个关键参数。
2019-07-22 astro-ph.EP
Stellar Spin-Orbit Misalignment in a Multiplanet System
拥有热彗星的恒星通常被观测到具有高的太阳能，而拥有多个共面行星的恒星则被观测到具有低的太阳能。这被解释为热木星的形成与动力学破坏有关的证据，而不是行星通过原行星盘的迁移。我们使用星震学来测量开普勒56的大曲率，开普勒56是一颗拥有两颗共面行星的红巨星。这些观测结果表明，自旋-轨道错位并不局限于热木星系统。在更广泛的一类系统中，由于来自宽轨道伴星的扭矩，已经预测到了不对准，实际上径向速度测量揭示了开普勒-56系统中宽轨道上的第三个伴星。
2013-10-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tests of In-Situ Formation Scenarios for Compact Multiplanet Systems
开普勒已经确定了600多个多行星系统，其中许多行星的轨道距离小于水星-与太阳系完全不同。由于这些系统可能很难用核心吸积和盘迁移的范式来解释，因此有人认为它们是在具有高固体表面密度的原行星盘内原位形成的。巨行星的出现和恒星金属丰度之间的紧密联系被认为与富含金属的恒星周围的圆盘中固体表面密度的增强有关，因此巨行星的存在可以是高固体表面密度圆盘中行星形成的可检测迹象。我制定的定量预测的频率长周期巨行星在这些原位模型的行星形成通过翻译提出的增加磁盘质量到一个等效的金属丰度增强。重新推导了巨行星产状与金属丰度的比例关系为P_gp = 0.05_{-0.02}^{+0.02} x 10^{（2.1 +/- 0.4）[M/H]} = 0.08_{-0.03}^{+0.02} x 10^{（2.3 +/- 0.4）[Fe/H]}，并表明在最小质量太阳系外星云假设和观测上限之间存在着巨大行星的频率。这一事实表明，仅凭高质量盘无法解释近距离开普勒多行星系统的观测特性，迁移仍然是其形成的必要因素。更投机的是，我结合最近公布的小行星发生率的巨行星发生率的金属丰度标度来估计银河系中太阳系类似物的数量。我发现在银河系中可能有4 x 10^6个真正的太阳系类似物，其中一颗FGK恒星在宜居带中拥有一颗类地行星和一颗长周期巨行星伴星。
2014-03-03 astro-ph.EP astro-ph.GA
Stability Constrained Characterization of Multiplanet Systems
许多已发现的多行星系统都是紧密堆积的。这意味着质量和轨道要素的参数范围很宽，可能是动力学不稳定的，并被排除在外。我们提出了一个案例研究开普勒-23，一个紧凑的三行星系统的稳定性，过境时间变化（TTV），过境持续时间的限制可以直接比较。我们发现，在这个紧密堆积的系统中，稳定性可以对物体的质量和轨道偏心率设置上限，这些上限与当前最先进的方法相当或更严格。具体来说，稳定性将行星$b$、$c$和$d$的轨道偏心率上限分别设定为0.09、0.04和0.05。这些约束对应于径向速度信号$\lesssim 20$ cm/s，明显更严格的过境持续时间，并与TTV。稳定性也产生了68%的行星$b$，$c$和$d$的质量上限分别为2.2，16.1和5.8 $M_\oplus$，这与TTV约束的内行星和外行星竞争。执行这种稳定性约束的表征是计算昂贵的N体积分。我们表明，SPOCK，行星轨道的稳定性分类器，能够忠实地近似N体的结果超过4000倍的速度。我们认为，这种稳定性约束的表征紧凑的系统是一个具有挑战性的“大海捞针”的问题（需要删除2500个不稳定的配置，每个稳定的一个我们通过的先验），我们提供了一些实用的建议，这样的稳定性分析。
2020-12-01 astro-ph.EP
Kepler Planet Masses and Eccentricities from TTV Analysis
我们对来自55个开普勒多行星系统的145颗行星的过境时间变化（TTV）进行统一分析，以推断行星质量和偏心率。这些行星中有80颗以前没有报道过质量和偏心率测量。我们采用两种互补的方法来适应TTV：马尔可夫链蒙特卡罗模拟的基础上N体积分和解析拟合方法。对49颗行星的质量测量，包括12颗以前没有报告过质量的行星，符合我们的分类标准。使用质量和半径测量，我们推断出行星的气体信封为我们的TTV样本以及过境行星径向速度观测的质量。洞察分析TTV公式，使我们能够部分规避退化固有的推断偏心率从TTV观测。我们发现行星的偏心率通常很小，通常只有几个百分点，但在许多情况下是非零的。
2016-11-10 astro-ph.EP
Searching the Entirety of Kepler Data. I. 17 New Planet Candidates Including 1 Habitable Zone World
我们提出了一个独立的搜索的所有~ 200，000颗恒星观测到的四年开普勒任务（Q1-Q17）的多行星系统，使用三个过境最低检测标准搜索轨道周期长达数百天的结果。我们结合了自动和手动分诊，并提供我们的审查管道的完整性和可靠性的估计。我们的搜索返回了17颗行星候选者（PC），以及数千个已知的开普勒感兴趣天体（KOI），其中98.8%的已确认行星的回收率。我们强调发现一个候选者，KIC-7340288 b，这是岩石（半径< 1.6 $R_{\bigoplus}$）和宜居带（日照0.25和2.2倍之间的地球的日照）。另一个候选者是对已知的KOI-4509系统的补充。我们还提出了自适应光学成像后续的六个我们的新的个人电脑，其中两个揭示了一个视线恒星伴侣在4“。
2020-03-09 astro-ph.EP
Revisiting the Kepler field with TESS: Improved ephemerides using TESS 2min data
随着系外行星科学从探测系外行星转向深入描述其结构和大气层，最新的行星星历变得越来越重要。在这项工作中，更新了22颗开普勒行星和4颗开普勒行星候选者的星历表，构成了TESS 2 min数据集中具有足够信噪比的所有开普勒行星和候选者。一个纯粹的测光方法是利用这里允许更新的行星星历表，即使他们不显着的径向速度数据。所获得的星历是非常高的精度和至少七年的“新鲜”比档案星历。特别是，Kepler-411 d，Kepler-538 b和候选人K00075.01/K00076.01的周期不确定性显着降低。所有对象都生成了O-C图，这里讨论了最有趣的对象。我们也尝试了对五个已知的多行星系统（开普勒-18、开普勒-25、开普勒-51、开普勒-89和开普勒-396）进行更新的TTV拟合，但这些系统在TESS中相对稀少和模糊。尽管有这些困难，TESS再次证明自己是一个令人难以置信的强大的后续仪器，以及行星发现者本身。本文所用的方法扩展到30分钟节奏TESS数据和TESS扩展任务有可能产生更新的星历数百个系统在未来。
2021-03-10 astro-ph.EP
The Curious Case of KOI 4: Confirming Kepler's First Exoplanet
开普勒发现了数千个行星系，这证明行星无处不在。然而，一个主要的挑战是确认开普勒行星候选者，其中许多仍在等待确认。最神秘的例子之一是KOI 4.01，这是开普勒第一次发现行星候选探测（KOI 1.01，2.01和3.01在发射前就已经知道了）。在这里，我们提出的确认和表征KOI 4.01（现在的开普勒-1658），使用组合的星震学和径向速度。开普勒1658是一颗巨大的亚巨星（Mstar = 1.45 +/- 0.06 Msun，Rstar = 2.89 +/- 0.12 Rsun），拥有一颗大质量的热木星（Mp = 5.88 +/- 0.47 MJ，Rp = 1.07 +/- 0.05 RJ），每3.85天绕一圈。开普勒-1658加入了一小部分进化的宿主和短周期（<=100天）行星，现在是已知的轨道周期最接近进化恒星的行星。由于其独特性和短轨道周期，开普勒-1658是测试潮汐耗散和热木星形成理论的新基准系统。利用开普勒4年的数据，我们将轨道衰减率限制为Pdot <= -0.42 s/yr，对应于演化恒星潮汐品质因数的强观测极限Q星>= 4.826 x 10^3。开普勒-1658的有效温度Teff约为6200 K，接近6250 K的自旋-轨道错位边界，使其成为后续观测的主要目标，以更好地限制其双折射，并提供对热木星形成和迁移理论的深入了解。
2019-03-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
The discovery and legacy of Kepler's multi-transiting planetary systems
我们重新审视发现的第一个候选系统，包含多个过境系外行星的影响。这些系统是利用开普勒太空望远镜的数据发现的。最初的论文介绍了五个系统（Steffen et al. 2010），在该项目发布第一个开普勒行星候选者目录时发布在网上。第二年发表的一篇后续论文中介绍了对观察到的多发性骨髓瘤人群的首次广泛分析（Lissauer等人，2011 a）。多重行星凌日系统使我们能够回答与行星系的形成和动力学演化有关的各种重要问题。这两篇论文讨论了一系列广泛的主题，包括：轨道周期比的分布、行星大小比、系统结构、平均运动共振、轨道偏心率、行星验证和确认以及不同行星群的识别。他们为后来其他研究小组的许多详细研究奠定了基础。对单个多行星系统的深入研究提供了开普勒一些最重要的系外行星发现。当我们研究这些系统中的第一个的科学影响时，我们也呈现了一些围绕他们发现的人和环境的历史。
2019-05-12 astro-ph.EP
Predicting the long-term stability of compact multiplanet systems
我们结合分析理解的共振动力学在两个行星系统与机器学习技术，训练一个模型，能够鲁棒分类稳定性在紧凑的多行星系统在长时间尺度的$10^9$轨道。我们的行星轨道稳定性分析器（SPOCK）使用第一个$10^4$轨道积分中测量的物理激励汇总统计来预测稳定性，从而在全模拟中实现高达$10^5$的加速。这在计算上打开了多行星系统的稳定性约束特征。我们的模型在离散共振采样的$\approx 100,000$三行星系统上训练，推广到跨越连续周期比范围的样本，以及与我们的训练数据集具有定性不同配置的大型五行星样本。我们的方法显着优于以前的方法的基础上系统的角动量赤字，混沌指标，参数化适合数值积分。我们使用SPOCK来约束开普勒-431系统中的三个近似地球大小的行星的内部和外部行星对之间的自由偏心率都低于0.05。我们的稳定性分析提供了显着更强的偏心率约束比目前可实现的通过径向速度或过境持续时间测量小行星，并在一个因素的几个系统表现出过境时间变化（TTV）。鉴于目前的系外行星探测策略现在很少考虑到强TTV约束（Hadden等人，2019年），SPOCK实现了一个强大的补充方法，用于精确表征紧凑的多行星系统。我们公开发布SPOCK供社区使用。
2020-07-14 astro-ph.EP
Photon Flux Perturbations of Kepler Light Curves
在这项研究中，我们提出了一种新的方法来探测太阳系外的卫星，利用开普勒（K2）光变曲线扩展的太阳系外行星研究的讨论。我们通过比较NASA系外行星档案馆、无线电星系动物园系外行星探索者和系外行星后续观测计划中编目的~5000颗主序星的凌日光变曲线数据来形成这项调查，该计划作为收集和分析补充K2数据的储存库。通过检查K2光变曲线，与凌日相关的各种特征被建模，然后我们将其与已确认的太阳系外行星、变星（如食双星）和数据中的噪声或空白进行比较。例如，2 MASS J 08251369 +1425306（Rs ~ 0.346）的两次独立凌日的时间扰动产生了两次特征性的光子通量减少，然后是两次增加，推断存在太阳系外行星（Rp ~ 0.0129）及其伴星，太阳系外卫星（Rm ~ 0.0048）。为了验证我们的假设，我们仔细研究了各种相互竞争的假设，以解决双光子通量的来源，即罗西特·麦克劳克林效应，临边暗化，多行星系统或行星遮蔽恒星表面上的一个或多个太阳黑子。然而，我们在K2中没有发现类似的光变曲线来适应竞争性假设，并解释了所提出的太阳系外伴星。
2023-01-04 astro-ph.EP
Tatooine's Future: The Eccentric Response of Kepler's Circumbinary Planets to Common-Envelope Evolution of their Host Stars
受最近开普勒发现的环绕九颗近距离双星的行星的启发，我们探索了前者的命运，因为后者从主序星演化出来。我们将双星演化模型与动力学模拟相结合，研究这些行星的轨道演化，因为它们的宿主经历了共同的包络阶段，在这个过程中失去了大量的动力学时间尺度上的质量。其中五个系统至少经历了一个罗氏瓣溢出和共包络阶段（开普勒1647经历了三个），双星要么收缩到非常短的轨道，要么合并;两个系统触发了双简并超新星爆炸。开普勒发现的环联星行星在共包络相的末期仍然受到引力的束缚，迁移到更大的轨道，并可能获得显著的离心率;它们的轨道膨胀可能超过一个数量级，并可能发生在单个行星轨道的过程中。这些行星可以到达的轨道在性质上与目前已知的后共包络、食时变化的环双星候选者一致。我们的研究结果还表明，环双星行星可以经历两种模式的轨道膨胀（绝热和非绝热），如果他们的主机二进制经历一个以上的共同信封阶段;多行星环双星系统，如开普勒-47可以在同一个共同信封阶段经历两种模式。此外，与水星绕太阳运行不同，一颗半长轴相同的环联星可以在总质量为1 MSun的近距离双星的共同包层演化中幸存下来。
2016-10-11 astro-ph.EP
The Gap-Giant Association: Are Planets Hiding in the Gaps?
本文研究了同时拥有内部多凌日行星和外部巨行星的系统中缝隙的成因，发现缝隙中可存在典型小行星而保持动力学稳定，但外部巨行星引力不足以使其轨道倾斜至阻止凌日，从而否定了特定理论。
2025-07-17 astro-ph.EP
Architectures of Exoplanetary Systems. I: A Clustered Forward Model for Exoplanetary Systems around Kepler's FGK Stars
对系外行星系的观测提供了关于行星系的内在分布、它们的结构以及它们是如何形成的线索。我们开发了一个前向建模框架，通过模拟开普勒探测管道（SysSim）生成人口的行星系和“观察”目录。我们将模拟目录与Kepler DR 25候选行星目录进行比较，该目录已更新，以包括盖亚DR 2的修订恒星半径。我们约束我们的模型的基础上观察到的一维边缘分布的轨道周期，周期比，过境深度，过境深度比，过境持续时间，过境持续时间比，过境多重性。假设行星具有独立周期和大小的模型并不能充分考虑多行星系统的特性。相反，一个用于系外行星周期和大小的聚集点过程模型提供了一个更好的描述开普勒人口，特别是观察到的多重性和周期比分布。我们发现FGK型恒星的$0.56^{+0.18}_{-0.15}$至少有一颗行星比$0.5 R_\oplus$大3 ~ 300 d。这些行星系（$\sim 98\%$）中的大多数由一个或两个星团组成，每个星团的平均数为三颗行星。我们发现，开普勒二分法是人口的高度倾斜的行星系的证据，是不太可能仅仅是由于人口的本质上单一的行星系统。我们提供了一个大的合奏模拟物理和观测的目录的行星系从我们的模型，以及公开可用的代码生成类似的目录给定用户定义的参数。
2019-11-14 astro-ph.EP
Search for a circum-planetary material and orbital period variations of short-period Kepler exoplanet candidates
最近，Rappaport等人（2012）发现了一颗独特的短周期水星大小的开普勒系外行星候选者KIC 012557548 b。这个物体是一颗正在凌日的解体系外行星，有一个环绕行星的物质--彗星状的尾巴。像KIC 012557548 b这样的近距离系外行星受到最大的行星-恒星相互作用的影响。这种相互作用可以具有各种形式。在某些情况下，它可能会导致彗星状尾巴的形成。与主星的强相互作用，和/或额外行星的存在可能会导致行星轨道周期的变化。我们的主要目标是寻找类似于KIC 012557548 b的彗星尾巴和长期的轨道周期变化。我们对短周期开普勒系外行星候选者中彗星状尾巴形成的频率感到好奇。我们集中在一个样本的20个接近的候选人与一个类似的周期KIC 012557548 b从开普勒任务。
2014-10-06 astro-ph.EP
The California Planet Survey III. A Possible 2:1 Resonance in the Exoplanetary Triple System HD 37124
我们提出了新的径向速度从凯克天文台和牛顿和开普勒解决方案的三行星系统绕HD 37124。自从Vogt等人在2005年首次报道第三颗行星的轨道周期不明确以来，这个系统的轨道解已经有了显着的改进。我们已经解决了这个不确定性，外两颗行星的视周期比为2：1。动力学分析发现共振和非共振配置与径向速度数据一致，并限制行星的相互倾斜小于约30度。我们讨论了HD 37124的背景下，其他19个系外行星系统的明显的周期可调性，我们总结在一个表中。我们发现，大约有三分之一的特征良好的多行星系统具有明显的低阶周期周期，如果已知多行星系统中的系外行星的周期是从观测到的行星轨道周期分布中随机抽取的，那么这比天真地预期的要多。
2011-01-21 astro-ph.EP
Emerging Trends in a Period-Radius Distribution of Close-in Planets
我们根据它们的轨道周期P和行星半径R来分析太阳系外行星（包括已确认的和开普勒候选行星）的分布。在已确认的行星中，我们发现了令人信服的证据，证明了3 < R < 10 R_ \oplus（R_ \oplus为地球半径，P < 2-3天）的天体的存在。我们把这个地区命名为“亚木星潘帕斯草原”。在多行星开普勒候选者中也发现了同样的趋势。虽然大约有16颗开普勒单行星候选者居住在这个潘帕斯草原上，但至少有7颗可能是假阳性（FP）。最近的研究表明，如果FP的比例高于10%，最后一个数字可能会显着更高。在本文的第二部分中，我们分析了行星在（P，R）平面根据恒星金属丰度的分布。我们发现了两个有趣的趋势：（i）在贫金属恒星中缺乏轨道周期P < 5天的小行星（R < 4 R_ \oplus），（ii）在贫金属恒星周围也缺乏P < 100天的亚类木行星（4 R_ \oplus < R < 8 R_ \oplus）。虽然所有这些趋势都是初步的，但它们似乎具有统计意义，值得进一步审查。如果得到证实，它们可能成为行星形成和动力演化理论的重要制约因素。
2012-11-19 astro-ph.EP
Transit Duration Variations in Multi-Planet Systems
行星相对于观测者视线的轨道方位决定了凌日行星的弦长，即，一颗凌日行星在星盘上的投影距离。对于给定的圆形轨道，弦长决定了凌日持续时间。轨道倾角的变化，升交点的方向，或两者，可以改变这个弦长，从而导致过境时间变化（TDVs）。整个轨道倾角向量的变化甚至可以导致一个系统的行星脱离凌日或新凌日。我们用拉普拉斯-拉格朗日长期理论估计了100多个短周期行星系的最快节本征频率。最高本征频率是哪个系统应该显示最强TDV的指示器。我们进一步探讨了五个案例（TRAPPIST-1，开普勒-11，K2-138，开普勒-445和开普勒-334）使用直接N体模拟来表征可能的TDV，并探讨这些系统是否有可能存在行星。一系列的初始条件进行了探讨，与每个实现所观察到的过境一致。我们发现，百分之几十的多行星系统有足够快的本征频率，预计大TDVs十年的时间尺度。在直接整合的情况下，我们发现，去凌行星可能发生在十年的时间尺度和TDVs的10分钟每十年应该是常见的。
2020-03-25 astro-ph.EP
Validation of Kepler's Multiple Planet Candidates. III: Light Curve Analysis & Announcement of Hundreds of New Multi-planet Systems
开普勒任务在头两年的航天器数据中发现了超过2500颗系外行星候选者，其中约40%位于候选多行星系统中。多重性的高比率与识别出的假阳性的低比率相结合，表明多行星系统包含非常少的假阳性信号，这是由于其他系统不受目标恒星的引力约束（Lissauer，J. J.，例如，2012，ApJ 750，131）。识别并去除多行星系统中的假阳性，留下预期具有小于1%的假阳性率的候选多行星凌日系统的剩余群体。我们提供了一个包含851颗行星的340个行星系的样本，这些行星被验证为大大优于99%的置信水平;其中绝大多数以前没有被验证为行星。我们预计~2个未确认的假阳性，使我们的行星样本非常可靠。我们提出的基本行星性质的基础上，我们的样品开普勒光变曲线和地面光谱和高分辨率成像的综合分析。由于我们不需要光谱学或高分辨率成像进行验证，我们推导出的行星系的一些参数可能是系统性不正确的，这是由于测光孔径中的额外恒星造成的光线稀释。尽管如此，我们的结果几乎使已证实的系外行星数量翻了一番。
2014-02-26 astro-ph.EP
Inclination Dynamics of Resonant Planets under the Influence of an Inclined External Companion
最近的观测表明，开普勒超级地球系统的很大一部分都有外部巨行星伴侣（冷彗星），它们可以塑造内行星的结构，特别是它们的相互倾向。来自冷彗星的动力学扰动可能解释了开普勒数据中未对准行星的数量。这种机制的有效性可能会受到内部系统中强大的行星-行星耦合的阻碍。在本文中，我们研究如何平均运动共振（MMR）影响这种耦合和预期的失调。对于不同的周期比和微扰性质，我们推导出了由倾斜伴星引起的内行星系统中相互倾斜激发的近似解析表达式。在大多数情况下，相互倾斜成比例的无量纲参数，表征的干扰相对于内部系统中的耦合的强度。我们表明，MMR加强了内部耦合，减少了相互倾斜引起的扰动的几个因素。我们发现，共振是弹性的扰动，并推导出一个标准的共振角的天平动。我们的研究结果有应用约束看不见的行星扰动，并了解多行星系统的架构。
2021-03-05 astro-ph.EP
Very Low-Density Planets around Kepler-51 Revealed with Transit Timing Variations and an Anomaly Similar to a Planet-Planet Eclipse Event
分析了开普勒51（KOI-620）多凌日行星系统的凌日时间变化（TTV）。该系统由两颗已确认的凌日行星开普勒-51 b（$P_{\rm b} = 45.2\,\mathrm{days}$）和开普勒-51 c（$P_{\rm c} = 85.3\,\mathrm{days}$），以及一颗凌日候选行星KOI-620.02（$P_{02} = 130.2\,\mathrm{days}$）组成，后者位于$1:2:3$共振链附近。我们的分析表明，它们的TTV始终可以用三行星模型来解释，并将它们的质量限制为$M_{\rm b} = 2.1_{-0.8}^{+1.5} M_{\oplus}$（Kepler-51 b），$M_{\rm c} = 4.0 \pm 0.4 M_{\oplus}$（Kepler-51 c）和$M_{02} = 7.6 \pm 1.1 M_{\oplus}$（KOI-620.02），从而确认KOI-620.02是该系统中的一颗行星。与基于恒星密度和行星与恒星半径比（由凌日光变曲线确定）的行星半径相比，从TTV推断的质量相当小。结合这些估计，我们发现这个系统中的所有三颗行星的密度都在最低的测定值$ρ_p \lesssim 0.05\,{\rm g\,cm^{-3}}$之间。有了这个特性，开普勒-51系统就成为了另一个低密度紧凑多凌行星系统的例子。我们还确定了在Kepler-…
2014-02-14 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
The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. Characterization of the nearby ultra-compact multiplanetary system YZ Ceti
附近的超紧凑多行星系统YZ Ceti至少由三颗行星组成。每个行星的轨道周期是文献中讨论的主题，因为径向速度数据中存在强烈的混叠。这颗M矮星的恒星活动也大大阻碍了行星参数的推导。自发现出版以来，我们获得了额外的229个径向速度测量值，重新分析了YZ Ceti系统并解决了别名问题。我们使用贝叶斯统计和周期图模拟的基础上，道森和Fabrycky的方法来解决别名的框架中的模型比较。我们讨论了RV数据中的附加信号，并通过高斯过程回归模型同时模拟恒星活动来获得行星参数。为了进一步约束行星参数，我们对开普勒拟合的系综进行了稳定性分析。我们解决了这些别名：这三颗行星以$2.02$ d、$3.06$ d和$4.66$ d的周期围绕恒星运行。我们还研究了恒星旋转信号对行星参数的推导，特别是最里面的行星的偏心率的影响。利用测光法，我们确定恒星的自转周期接近于$68$ d。从一个过境事件与TESS的情况下，我们推导出一个上限的倾斜度$i_\mathrm{max} = 87.43$度。鲸鱼座YZ是一个典型的例子，在这个系统中，强烈的混叠阻碍了系外行星轨道周期的确定。此外，恒星活动影响行星参数的推导，正确建模对于可靠估计这个特定紧凑系统中的轨道参数非常重要。稳定性的考虑，然后允许额外的约束，以放置在行星参数。
2020-02-05 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Nodal Precession in Closely Spaced Planet Pairs
行星间的摄动会导致行星的轨道要素在长期时间尺度上发生变化。以前的工作已经评估了低$α$（半长轴比，0 $<$ $α$ $\leq$ 1）的极限行星的节点岁差率。我们的模拟表明，系统在高$α$（或低周期比），类似于开普勒调查中发现的多行星系统，有一个节点的岁差率，更强烈地依赖于偏心率和倾角。我们提出了一个完整的扩展的节点岁差率的四阶的干扰函数，并表明，这种分析解决方案更好地描述了模拟N体行为的高$α$行星对;在$α\approx$ 0.5，平均四阶的解决方案减少了7.5倍的线性理论和6.2倍的二阶扩展的中位数分析误差。我们设定的偏心率和倾角的理论是精确验证的N体积分，这可能是有用的，在未来的长期治疗的行星系的限制。
2020-03-17 astro-ph.EP
KOI-152's Low Density Planets
KOI-152是最早已知的多个凌日行星候选系统之一（Steffen等人，2010年），大小从地球的3.5到7倍不等，轨道周期接近1：2：4：6的周期链，从13.5天到81.1天。所有四颗行星都表现出凌日时间的变化，其周期与每个行星与其邻居共振的距离一致。我们进行了动态分析的基础上，过境时间测量超过1282天的\textit{Kepler}测光系统。恒星参数的光谱分类和光变曲线分析和轨道偏心率的解决方案，从我们的动力学研究提供的恒星密度约束的组合。我们的模型对所有四个凌日天体的质量提供了严格的限制，证明它们是行星，并且它们绕着同一颗恒星运行。KOI-152的所有四颗凌日行星的密度都很低，这与其他紧凑多行星凌日系统的研究一致。其中最大的KOI-152.01，体积密度是土星下质量行星中最低的。
2013-10-09 astro-ph.EP
Metallicities of M Dwarf Planet Host Stars from Kepler, K2, and TESS observed by APOGEE: Trends with Exoplanetary Radii and Orbital Periods
本研究利用APOGEE光谱测定了M矮星的金属丰度，发现大行星和短周期行星更倾向于出现在富金属恒星周围，且多行星系统宿主星更贫金属，揭示了恒星金属丰度与系外行星半径、轨道周期及系统构型的关联。
2025-08-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Four newborn planets transiting the young solar analog V1298 Tau
围绕前主序星运行的系外行星是研究行星演化过程的实验室，包括大气损失、轨道迁移和辐射冷却。V1298 Tau是一个年轻的太阳类似物，年龄为23 $\pm$ 400万年，就是这样一个实验室。这颗恒星已经知道在24天的轨道上有一颗彗星大小的行星。在这里，我们报告了三个额外的行星的发现-所有的海王星和土星之间的大小-基于我们对K2战役4测光的分析。行星c和d的大小分别为5.6和6.4 $R_\oplus$，轨道周期分别为8.25和12.40天，位于标称3：2平均运动共振之外0.25%。行星e的大小是8.7 $R_\oplus$，但在K2时间序列中只经过一次，因此周期长于36天，但可能短于223天。V1298 Tau系统可能是开普勒任务发现的紧凑多行星系统的前身。然而，大行星的大小与绝大多数开普勒多星形成鲜明对比，开普勒多星的行星小于3 $R_\oplus$。简单的动力学参数表明，$<$ 28 $M_\oplus$和$<$ 120 $M_\oplus$分别是c-d和d-b行星对的总质量。这意味着低质量的行星可能仍然在辐射冷却和收缩，并可能失去大气。V1298 Tau系统为进一步的后续行动提供了丰富的前景，包括通过透射或日食光谱学进行大气表征，通过过境时间变化进行动力学表征，以及通过径向速度测量行星质量和质量。
2019-10-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet formation and migration near the silicate sublimation front in protoplanetary disks
越来越多的新发现的短轨道周期系外行星提出了关于其形成和迁移历史的问题。开普勒任务的一个关键结果引起了一个需要解释的特殊难题，即轨道周期长达10天的F，G，K和M星的行星出现率增加。研究了类太阳恒星周围原恒星盘尘埃升华锋附近行星形成和迁移的条件。对于这种分析，我们使用迭代的二维辐射流体静力盘模型，其中包括恒星的照射，尘埃升华和沉积取决于当地的温度和蒸汽压。我们通过改变磁化湍流起始温度、吸积应力、尘埃质量分数和质量吸积率来进行参数研究。我们的模型具有一个只有气体的内部磁盘，硅酸盐升华前和尘埃边缘开始在0.08金左右，电离过渡区与相应的密度跳跃，和压力最大值，作为卵石陷阱在0.12金左右。迁移扭矩图显示，地球和超级地球质量的行星在我们的模型磁盘中停留在10到22天的轨道周期。这样的周期与多行星系统中最内层行星的推断位置以及开普勒样本在10天内行星出现率的突破都非常一致。特别是，小颗粒耗尽的模型产生一个位于10天轨道周期的陷阱，而具有更高丰度的小颗粒的模型则在17天轨道周期左右产生一个陷阱。雪线位于1.6天文单位，接近巨行星出现率的峰值。我们的结论是，尘埃升华区是形成近距离行星的关键，特别是当考虑到紧密堆积的超级地球系统时。
2019-10-09 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Multiple Explanations for the Single Transit of KIC 5951458 based on Radial Velocity Measurements Extracted with a Novel Matched-template Technique
显示单凌事件的行星系是增加凌日调查中长周期系外行星产量的关键途径。开普勒-456 b（KIC 5951458 b）被认为是一颗单凌巨星，轨道周期为1310天。然而，凯克望远镜上的HIRES仪器对KIC 5951458的径向速度（RV）观测表明，该系统要复杂得多。为了提取精确的RV为这个$V\approx13$明星，我们开发了一种新的匹配模板技术，利用了广泛的库与HIRES获得的模板光谱。我们验证了这种技术，并测量其噪声地板是4 - 8米秒$^{-1}$（除了内部RV错误）的大多数明星，将有针对性的精密RV。对于KIC 5951458，我们检测到一个长期的RV趋势，表明存在一个轨道周期大于几千天的恒星伴星。我们还检测到一个额外的信号，可能是由一个行星或褐矮星的质量范围为0.6 - 82 $M_{\rm J}$和轨道周期低于几千天的伴星。奇怪的是，仅从手头的数据，不可能确定哪个物体导致了单一的“过境”事件。我们演示了如何一组适度的RV使我们能够更新这个不寻常的系统的属性，并预测未来观测的最佳时机。
2020-08-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
