An Exomoon Survey of 70 Cool Giant Exoplanets and the New Candidate Kepler-1708 b-i
系外卫星代表了我们努力理解太阳系外行星系的一个关键的缺失拼图。为了解决这一不足，我们在这里描述了开普勒发现的70个凉爽，巨大的过境系外行星候选人的系外卫星调查。我们只确定了一个通过了一系列审查测试的具有类似月球信号的天体：开普勒-1708 b。我们发现开普勒-1708 b是一颗经过统计验证的小行星，它围绕着一颗类似太阳的静止恒星运行，距离约为1.6天文单位。外系卫星候选者Kepler-1708 b-i的信号是4.8-sigma效应，并且在不同的仪器去趋势方法中是持久的，通过注入恢复具有1%的假阳性概率。开普勒-1708 b-i的半径约为2.6地球半径，位于一个近似共面的轨道上，距离其1.6天文单位大小的宿主约12行星半径。未来的观察将是必要的，以验证或拒绝候选人。
2022-01-12 astro-ph.EP
The detectability of habitable exomoons with Kepler
本文利用凌日时变（TTV）和凌日时持续时间（TDV）结合开普勒测光研究了M矮星系中围绕巨行星运行的可居住系外卫星的可探测性。模拟了质量为0.5 Msun、半径为0.55 Rsun的M矮星周围各种构型系统的光变曲线。类地行星巨行星最有可能拥有可居住的系外卫星，它们被认为具有岩石超级地球质量的卫星。利用TTV和TDV信号之间的相位相关性来测量探测能力。由于TDV信号通常比TTV信号弱，因此外来子检测的确认将取决于能够检测TDV信号。我们发现，外卫星围绕行星轨道内的M-矮星的主恒星的宜居带可以产生可检测的TTV和TDV签名与开普勒级测光。虽然行星周期和月球周期之间的混叠可能会阻碍外行星的检测，但我们在模拟中也发现了一些强相关性的特征（例如，相关性：>0.7），这将提供令人信服的exomoon签名。随着红噪声恒星变率的增加，相关性通常会减弱。然而，行星质量小于25 Mearth，卫星质量为8-10 MeEarth，行星和月亮周期的特定值的模拟例子仍然在25-50%的情况下产生可检测的相关性。我们的模拟表明，开普勒提供了一个最好的exomoon检测的机会。
2013-04-10 astro-ph.EP
Transits of Inclined Exomoons - Hide and Seek and an Application to Kepler-1625
Teachey & Kipping最近宣布了一个海王星大小的系外卫星候选者，在开普勒-1625系统中绕着一个287天的气体巨星运行。然而，该系统的特征很差，需要更多的观测来确认，下一次可能的凌日将在2019年5月。在这封信中，我们通过分析系外卫星的凌日特征来帮助观测后续工作。我们推导出一个简单的解析方程的过境概率，并用它来演示如何exoons可能经常避免过境，如果他们的轨道大于恒星半径和充分错位。开普勒-1625卫星的名义轨道具有这两个特征，我们计算出它可能只有大约40%的时间过境。这意味着大约需要六次非凌日才能在95%的置信度下排除月球的存在。当一颗系外卫星的碰撞参量偏离恒星时，行星的碰撞参量也会向另一个方向移动，因此行星过境持续时间越长，错过的系外卫星过境就越明显。另一方面，在错过的系外卫星过境和行星过境时间变化之间不存在强相关性。我们还表明，节点岁差不会改变一个exomoon的过境概率，它可以打破一个逆逆行简并。
2019-04-02 astro-ph.EP
Stability of exomoons around the Kepler transiting circumbinary planets
开普勒任务已经探测到了一些凌日的环联行星（CBPs）。虽然目前还没有探测到，但系外卫星可能围绕其中一些CBP运行，它们可能适合庇护生命。这种外卫星存在的一个必要条件是它们的长期动力学稳定性。在这里，我们调查的稳定性外卫星周围的开普勒CBPs使用数值$N$体积分。我们确定的稳定区域，并获得稳定地图（a_m，i_pm）平面，其中a_m是初始的外月半长轴相对于CBP，和i_pm是初始倾角的外月围绕行星的轨道相对于行星的轨道围绕恒星双星。忽略对i_pm的任何依赖，对于大多数开普勒CBP，稳定区域可以很好地描述为双星轨道与绕CBP的月球轨道的1：1平均运动可互换性的位置。这与双星系的不稳定效应有关，而与双星系被单星系取代的情况相比，这一点可以通过相应的三体积分得到证实。对于高倾角，演化以Lidov-Kozai振荡为主，它可以使处于动态稳定轨道的卫星在CBP内靠近，引发潮汐演化、潮汐破坏或直接碰撞等强相互作用。这表明开普勒CBPs周围缺乏高度倾斜的外卫星，而共面的外卫星是动态允许的。
2018-08-02 astro-ph.EP
The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK): V. A Survey of 41 Planetary Candidates for Exomoons
我们提出了一个调查的41开普勒对象的兴趣（KOIs）的exomoons使用贝叶斯光动力学，超过三倍的KOIs调查与此技术的数量。我们没有发现令人信服的证据外卫星，虽然十三KOIs产生虚假的检测驱动的仪器文物，恒星活动和/或扰动看不见的机构。关于后者，我们发现7个KOI表现出>5 sigma的凌日时间变化证据，包括“巨型地球”开普勒-10c，可能表明该系统中还有一颗行星。我们利用迄今为止调查的57个独特的KOIs的适度大样本来推断几个有用的统计数据。例如，虽然有不同的敏感性范围，我们发现，我们是敏感的冥王星-冥卫一质量比系统的~40%的KOI研究和地球-月球质量比为1的8例。就绝对质量而言，我们的极限探测到了1.7个木卫三质量，对地球质量的卫星的敏感度为1/3，对能够维持类似地球的大气层（0.3个地球质量）的最小卫星的敏感度为1/4。尽管到目前为止还没有积极的探测结果，但我们警告不要得出结论，因为我们最感兴趣的物体仍在分析中。最后，我们指出，如果我们单独寻找外卫星的光度过境信号，而不是使用光动力学，我们估计，由于开普勒数据中的剩余时间相关噪声，四分之一的KOIs将被错误地推断为拥有外卫星，这对替代方法构成了严重的问题。
2015-09-24 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
The Dynamics of Co-orbital Giant Exomoons -- Applications for the Kepler-1625 b and Kepler-1708 b Satellite Systems
系外卫星是系外行星科学中缺失的一部分。最近，两个有希望的候选者被提出，开普勒-1625 b-I和开普勒-1708 b-I。虽然后者仍然缺乏对其稳定性的动力学分析，但开普勒-1625 b-I已经成为关于其稳定性和起源的几项研究的主题。此外，以前的研究表明，这个卫星系统可能至少有两个稳定的大质量卫星。受这些结果的启发，我们使用候选者Kepler-1625 b-I和Kepler-1708 b-I作为案例研究，探索了共轨道外卫星的稳定性。为了做到这一点，我们对由恒星、行星以及由候选者和另一个大质量天体形成的共轨对组成的系统进行了数值模拟。对于另一颗卫星，我们改变了它的质量和大小，从类似火星到两颗卫星具有相同物理特征的情况。我们研究了系统的拉格朗日平衡点$L_4$周围的共轨区域，将卫星之间的轨道间隔设置为从$θ_{min} = 30^{\circ}$到$θ_{max} = 90^{\circ}$。我们的研究结果表明，稳定岛是可能的，在Kepler-1708 b-I的共轨区域作为共轨伴星的质量和角间距的函数。此外，我们发现，共振的振动频率，特别是2：1的共振，可以限制质量的共轨伴侣。另一方面，我们发现主行星和恒星之间的距离使得开普勒-1625 b-I周围的共轨区域对于大质量的伴星来说是不稳定的。最后，我们提供了TTV配置文件的行星轨道的共轨外卫星。
2023-01-27 astro-ph.EP
A search for transit timing variations within the exomoon corridor using Kepler data
一颗系外卫星会在母行星上产生过境时间变化（TTV），它们的采样不足的性质导致一半的TTV出现在2到4个周期的频率范围内，而不管系外卫星的人口统计。在这里，我们通过公布的开普勒TTV数据搜索这些信号，应用一系列的重要性和鲁棒性检查，加上候选信号的独立光曲线分析。使用原始的过境时间，我们确定了11个（表面上）单行星与一个强大的，重要的和快速（$P_{TTV}<4$周期）TTV信号。然而，其中只有5个在对原始光度法的独立分析中被回收，这强调了这种检查的重要性。幸存的信号进行额外的三重统计测试，以确保信号的显著性，预测能力和与exomoon的一致性。KOI-3678.01，之前被验证为开普勒-1513b，是唯一通过每一项测试的情况，表现出高度显著（>20 sigma）的TTV信号，其周期，幅度和形状与由exomoon引起的一致。我们的分析发现，这颗行星是$8.2_{-0.5}^{+0.7}$ $R_{\oplus}$，以$0.53_{-0.03}^{+0.04}$ AU的速度围绕一颗晚期G型矮星运行。在预测行星质量之后，我们预计它能够维持至少0.3 $M_{\oplus}$ exomoon 5 Gyr，TTV信号对应的月球质量低至0.75月球质量。因此，我们鼓励对这一独特信号进行后续观测和动力学分析，但在获得此类数据之前，我们要谨慎怀疑。
2022-11-11 astro-ph.EP
The Possible Moon of Kepler-90g is a False Positive
发现系外卫星将为深入了解行星形成和行星系的可居住性提供帮助，特别是寻找过境的例子。在现在发现的数百颗开普勒行星中，七行星系统开普勒-90是不寻常的，因为它在长周期气体巨星开普勒-90g的一个凌日附近显示出一个身份不明的凌日信号。（2014）。作为“用开普勒寻找系外卫星”（HEK）项目的一部分，我们调查了这种可能的系外卫星信号，发现它通过了所有传统的光度，动力学和质心诊断测试。然而，像素级的光变曲线表明，月亮般的信号发生在几乎所有的目标的像素，我们确认使用一种新的方式检查像素级的数据，我们称之为“过境质心”。这项测试表明，开普勒-90g可能的系外卫星可能是一个假阳性，可能是由于宇宙射线引起的突然像素灵敏度下降（SPSD）。这项工作强调了寻找非周期性低振幅过境信号（如外卫星）所需的极端谨慎。
2014-11-25 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
HEK VI: On the Dearth of Galilean Analogs in Kepler and the Exomoon Candidate Kepler-1625b I
系外卫星代表了现代天文学的一个突出挑战，有可能为行星形成理论和可居住性提供丰富的见解。在这项工作中，我们堆叠了284个可行的卫星托管开普勒行星候选者的相位折叠凌日，以寻找卫星。这些行星的大小从地球到木星不等，距离从${\sim}$ 0.1到1.0 AU-所谓的“温暖”行星。我们的数据处理包括两次谐波去趋势，过境时间变化，模型选择和仔细的数据质量审查，以产生一个大的光变曲线与均方根。5.1 ppm。我们发现，伽利略模拟月球系统的行星轨道之间的${\sim}$ 0.1和1.0 AU的发生率可以被限制为$η<0.38$ 95%的置信度为284 KOI考虑，与68.3%的置信区间$η=0.16_{-0.10}^{+0.13}$。一个大小和间距可变的单卫星模型稍微倾向于一群半径为${\sim}0.5$ $R_{\oplus}$的短周期卫星，它们的轨道半径为5-10行星半径。然而，我们强调，该区域的贝叶斯因子仅为2，这意味着此时它只应被视为一个提示。将我们的数据分成各种物理动机的子集，没有发现强烈的信号。在温暖的行星周围缺乏伽利略类似物，这是迄今为止对系外卫星形成模型的第一个强有力的限制。最后，我们报告的证据外卫星候选人开普勒-1625b我，我们简要地描述了提前预定的观测目标与哈勃太空望远镜。
2017-10-18 astro-ph.EP
Orbital Stability of Exomoons and Submoons with Applications to Kepler 1625b-I
在动力学的背景下，一个有趣的问题出现了：一个月亮能拥有一个月亮吗？这样的配置在太阳系中并不存在，尽管这在理论上是可能的。Kollmeier等人（2019）确定了承载长寿命子卫星或子月球所需的卫星的临界尺寸。然而，这些亚卫星存在的轨道限制仍然没有确定。多明戈斯等人（2006年）指出，卫星在主行星希尔半径$R_{H,p}$的一小部分范围内是稳定的，而希尔半径又取决于主行星轨道的偏心率。出于这一动机，我们模拟了一个系统的外卫星和submoons的$10^5$行星轨道，同时考虑许多初始轨道相位，以获得关键的半长轴的$R_{H,p}$或主机卫星的希尔半径$R_{H,sat}$，分别。我们发现，假设圆共面轨道，外卫星的稳定性极限是0.40 $R_{H,p}$和一个submoon是0.33 $R_{H,sat}$。此外，我们还讨论了使用海王星大小的系外卫星候选者Kepler 1625 b-I（Teachey et al. 2018）通过光度、径向速度或直接成像观测来检测这些子卫星的观测可行性，并确定了稳定性如何影响未来候选者的识别。
2020-05-13 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
The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK): II. Analysis of Seven Viable Satellite-Hosting Planet Candidates
从开普勒任务宣布的2321个过境行星候选者名单中，我们选择了7个具有良好特性的目标，这些目标具有动态维持系外卫星并提供可检测信号的能力。这七个候选者是通过我们的自动目标选择（TSA）算法和目标选择优先级（TSP）过滤确定的，据此，我们排除了表现出显著时间相关噪声的系统，并专注于那些具有半径小于6个地球半径的单个过境行星候选者的系统。我们没有发现令人信服的证据表明七个KOIs中的任何一个都有系外卫星，但限制了每个卫星与行星的质量比。对于七个KOI中的四个，我们估计95%的上分位数M_S/M_P<0.04，这给出了候选者的半径，可能探测到地球质量以下。我们还得到精确的过境时间和持续时间为每个候选人，并没有发现任何动力学变化的证据在任何的KOIs。到目前为止，在正在进行的HEK项目中只分析了几个系统，对eta-moon的预测还为时过早，但是超级地球/迷你海王星周围的大卫星的高频率似乎与我们迄今为止的结果不可分割。
2013-03-06 astro-ph.EP
Evidence for a Large Exomoon Orbiting Kepler-1625b
系外卫星是围绕我们太阳系以外的恒星运行的行星的天然卫星，目前还没有得到证实的例子。我们提出了新的观测候选exomoon与开普勒-1625b使用哈勃太空望远镜来验证或反驳月球的存在。我们发现的证据有利于月球假说的基础上，从一个大的过境exomoon一致的恒星的时间偏差和流量递减。自洽的光动力学模型表明，这颗行星的质量可能是木星的几倍，而系外卫星的质量和半径与海王星相似。由于我们的推断是由一个单一的，但高度精确的哈勃时期为主，我们主张未来的系统监测，以检查模型的预测和确认重复的月亮一样的信号。
2018-10-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Detecting Exomoons Via Doppler Monitoring of Directly Imaged Exoplanets
最近，Teachey，Kipping和Schmitt（2018）报告了在开普勒领域的一颗巨行星周围探测到一颗候选系外卫星，暂时命名为Kepler-1625 b I。这颗候选系外卫星的大小和质量与海王星相当，比我们太阳系中的任何一颗卫星都要大得多，如果得到证实，它将成为新一类巨型卫星或双行星中的第一颗。受开普勒-1625b行星和卫星系统中大质量比的启发，我们通过多普勒光谱研究了直接成像的系外行星周围类似大质量系外卫星的可探测性。开普勒-1625b周围的候选卫星将在其母行星上产生约200米/秒的径向速度信号，足够大，可以用当前或下一代仪器检测到直接成像的行星周围的类似卫星。除了寻找系外卫星，对直接成像的行星进行径向速度测量可以揭示行星自转轴的方向，从而有可能识别天王星类似物。
2018-09-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK): IV. A Search for Moons around Eight M-Dwarfs
由于其较小的半径和高宇宙丰度，围绕冷恒星的凌日行星具有独特的吸引力。作为我们正在进行的测量太阳系外卫星出现率的项目的一部分，我们在这里介绍了一项调查的结果，重点是与M矮星相关的八个开普勒行星候选者。使用光动力学模型和贝叶斯多模态嵌套采样，我们没有发现令人信服的证据exomoon在这八个系统。在最好的情况下，探测到此类物体存在的上限可降至$\sim0.4M_{\oplus}$。对于KOI-314，我们能够使用凌日时间变化确认三个已知凌日候选者中的两个的行星性质。特别令人感兴趣的是KOI-314 c，它的质量为$1.0_{-0.3}^{+0.4}M_{\oplus}$，是迄今为止发现的质量最低的凌日行星。以$1.61_{-0.15}^{+0.16}R_{\oplus}$为半径，这个地球质量的世界很可能被一个重要的气体外壳所包围，该气体外壳占行星半径的$\geq17_{-13}^{+12}$ %。我们也通过凌日时间找到了支持KOI-784行星性质的证据，但我们主张进一步观察以验证这些信号。在这两个系统中，我们推断内行星的密度比外部世界高，这可能是光蒸发的指示。这些结果突出了开普勒搜索地球质量以下的卫星的能力，以及这些努力经常产生的令人兴奋的辅助科学。
2014-01-26 astro-ph.EP
Impossible moons -- Transit timing effects that cannot be due to an exomoon
据预测，系外卫星会在其宿主行星上产生过境时间变化（TTV）。不幸的是，许多其他的天体物理现象也是如此-最明显的是系统中的其他行星。在这项工作中，通过推导出单个系外卫星不可能产生的过境时间效应，引用了反证法。我们的工作得出三个关键的分析测试。首先，人们可以利用这样的事实，即来自系外卫星的TTV信号应该伴随着过境持续时间变化（TDVs），并且人们可以导出TDV本底作为最小预期水平的变化性。因此，TDV上限低于这一下限的情况下，可以作为外来卫星候选者被杀死。第二，提供了公式来估计当目前没有TDV存在时，卫星是否有望“可观测”，从而使社区能够首先估计是否值得导出TDV。第三，TTV上限的推导，在此之上exoons应该永远无法产生TTV振幅。这些工具被应用于2500个开普勒天体兴趣的TTV和TDV目录，揭示了200多个不可能是月球造成的案例。这些测试也适用于外系卫星候选者Kepler-1625 b i，它轻松地通过了标准。这些简单的分析结果应该提供了一种快速拒绝假定的外卫星和简化卫星搜索的方法。
2020-10-14 astro-ph.EP
Kepler-1708 b-i is likely undetectable with HST
最近使用开普勒数据的两次凌日报告了外行星候选者开普勒-1708 b-i。在1%假阳性概率的支持下，候选人是有希望的，但需要后续观察来确认/拒绝其有效性。在本文中，我们考虑了系外卫星候选者过境的可探测性，特别是在下一个窗口（2023年3月）使用哈勃太空望远镜（HST）上的WFC 3仪器。使用现实的噪声估计，占访问的长期趋势，并传播使用开普勒数据得出的模型后验，我们进行了75注射回收试验与贝叶斯模型选择。将成功检测定义为满足贝叶斯因子、AIC和检索参数误差的阈值的检测，当单独考虑HST数据时，我们的75次注射中只有7次被回收。这意味着真阳性概率（TPP）为$10\pm3$ %。尽管HST的孔径优于开普勒，但仪器系统学和候选系外卫星轨道的紧凑性通常会混淆强有力的检测。虽然詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的噪声特性尚未在飞行中得到表征，但我们估计，使用NIRSpec在其明亮物体时间序列模式下运行时，信号将很容易恢复。
2022-09-13 astro-ph.EP
Revisiting the exomoon candidate signal around Kepler-1625b
最近，对系外行星候选者开普勒-1625b的凌日测光被解释为显示了卫星的迹象。我们的目标是澄清类外卫星信号是否真的是由开普勒-1625b轨道上的大型物体引起的。我们探讨了几个去趋势的程序，即多项式和余弦滤波与自相关最小化（CoFiAM）。然后，我们提供一个光变曲线模拟器与共面轨道动力学的系统，并适合由此产生的行星-月球过境光变曲线的开普勒数据。我们采用贝叶斯信息准则（BIC）来评估是否一个单一的行星或行星-月球系统是一个更可能的解释的光变曲线的变化。我们使用许多噪声实现进行了盲兔和猎犬练习，通过将模拟凌日注入原始开普勒-1625数据的不同非凌日部分：100个序列与开普勒-1625b类似行星的3个合成凌日，以及100个序列与海王星大小的卫星的3个合成凌日。类外月信号的统计显著性和特征强烈依赖于去趋势方法、选择用于去趋势的数据以及光变曲线中间隙的处理。我们的注入-回收实验显示，在大约10%的光变曲线中，没有注入的卫星存在。引人注目的是，这些假阳性卫星中的许多都类似于系外卫星候选者。我们恢复了大约一半的注入的卫星，这取决于去趋势的方法，半径和轨道距离大致对应于注入值。基于CoFiAM的去趋势的$Δ$ BIC为-4.9，表明开普勒-1625 b周围有一个系外卫星。然而，这个解决方案只是众多解决方案中的一个，根据去趋势方法的细节，我们会找到非常不同的解决方案。令人担忧的是，去趋势是解释数据的关…
2018-06-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Not So Fast Kepler-1513: A Perturbing Planetary Interloper in the Exomoon Corridor
本研究针对曾被认为存在卫星的Kepler-1513 b系统，结合新增地面与TESS观测数据，发现其凌星时间变化实际由外侧不凌星的类土星质量行星Kepler-1513 c引发，指出观测基线不足是系外卫星走廊出现行星闯入的新成因。
2023-10-05 astro-ph.EP
Multiple planets or exomoons in Kepler hot Jupiter systems with transit timing variations?
目标。热彗星被认为属于单行星系统。有些令人惊讶的是，一些热超导体已被报道表现出过境时间变化（TTV）。本文的目的是确定这些观测的起源，确定可能的周期性偏差导致错误的TTV检测，并细化样本的几个候选人可能动态TTV。方法.我们提出的TTV频率和振幅的热彗星在开普勒Q 0 - 6数据与傅立叶分析和频率依赖的自助计算，以评估检测的虚警概率水平。结果我们确定了36个系统的TTV高于四个标准差的信心，其中约一半表现出多个TTV频率。其中15个物体（HAT-P-7 b，KOI-13，127，183，188，190，196，225，254，428，607，609，684，774，1176）可能显示由于系统性观察效应导致的TTV：长节奏数据采样是有规律地逐次偏移的，与渡越光变曲线相互作用，引入周期性偏差，并导致频闪周期。对于其他系统，主恒星的活动和旋转可以调制光变曲线并解释观察到的TTV。通过排除那些采样不充分的系统，显示TTV周期与恒星旋转有关，或者被证明是假阳性或可疑的系统，我们最终得到了七个系统。其中三个（KOI-186，897，977）表现出最弱的恒星自转特征，这是我们动态诱导TTV变化的最佳候选者。结论.那些具有周期性TTV的系统，我们无法从观测，恒星旋转，活动或不充分的采样来解释，可能是多个系统，甚至是系外卫星宿主。
2013-03-21 astro-ph.EP
Loose Ends for the Exomoon Candidate Host Kepler-1625b
开普勒-1625 b系统中的一颗系外卫星候选者的声明引发了关于可能的替代解释的大量讨论。在这项工作中，我们详细研究这些可能性。首先，更灵活的趋势模型的效果进行了探讨，我们表明，足够灵活的模型能够衰减的信号，虽然这是一个预期的副产品调用这样的模型。我们还探讨了使用X和Y质心位置的趋势模型，并表明没有数据驱动的动力来采用这种模型。我们量化了海王星大小的过境行星可能导致500 ppm月球状下降的概率<0.75%。我们发现，无论是自相关，高斯过程或Lomb-Scargle周期图都不能恢复恒星的自转周期，这表明K1625是一个安静的恒星，其周期行为< 200 ppm。通过注入和恢复测试，我们发现，该星并没有表现出一种趋势，引入假阳性倾角以上的纯高斯噪声的功能。最后，我们解决了Kreidberg等人（2019）最近的重新分析，并表明结论的差异不是来自不同的系统学模型，而是减少本身。我们表明，他们的减少表现出i）略高的轨道内和拟合后的剩余散射，ii）$\simeq$ 900 ppm更大的通量偏移在访问的变化，iii）$\simeq$ 2倍大的Y-质心变化，和iv）$\simeq$ 3.5倍强的通量-质心相关系数比原来的分析。这些观点可以用更大的系统学来解释，这可能会影响他们的结论。
2020-02-20 astro-ph.EP
A target list for searching for habitable exomoons
我们调查的可居住性假设卫星轨道已知系外行星。这项研究的重点是能够维持重要大气层的大型岩石系外卫星。为了确定它们的可居住性，我们计算了入射恒星辐射和潮汐热通量在卫星中产生的两个主要贡献者的能量预算。我们使用失控温室和最大温室通量限制作为可居住性的定义。对于每个系外行星，我们使用蒙特卡罗方法计算卫星和行星的物理和轨道参数的合理范围。我们计算每个行星的月球可居住性概率，这是导致可居住条件的调查情况的一部分。根据我们的研究结果，我们提供了一个观测已知系外行星的目标列表，其中前10颗行星有超过50%的机会在稳定轨道上拥有可居住的卫星。两个特别有希望的候选者是Kepler-62~f和Kepler-16~b，它们都具有已知的质量和半径。我们的目标清单可以帮助发现第一个可居住的系外卫星。
2022-04-25 astro-ph.EP
Orbital Stability of Hierarchical 3 and 4-Body Systems with Inclination: Results for Kepler-1625, 1708, and HD 23079
本研究利用N体模拟器rebound，对Kepler-1625等系统的3体和4体轨道稳定性进行了深入分析，识别了稳定与不稳定区域及长期共振，为未来系外卫星和子卫星系统研究提供了通用框架。
2025-01-21 astro-ph.EP
Climate modelling of hypothetical moon-moons in the Kepler-1625b system
如果围绕开普勒-1625 b运行的系外卫星候选者真的存在，它的质量比太阳系中观测到的卫星要大得多（Teachey et al. 2017; Teachey & Kipping 2018）。这颗系外卫星将足够大，可以稳定地承载自己的卫星。这引发了对一种新的天体类别的讨论-月球-月球（Forgan 2018）或亚月球（Kollmeier & Raymond 2018）。在本说明中，我描述了开普勒-1625b系统中假设的月球-月球气候建模的初步结果，使用OBERON代码计算，该代码联合计算了各个世界的一维纬度能量平衡模型以及它们所居住的系统的动态演化（Forgan 2016 a，DOI：10.5281/ZENODO.61236）。这些运行中使用的代码和参数文件都可以在github.com/dh4gan/oberon上获得。
2018-10-30 astro-ph.EP
Identifying Potential Exomoon Signals with Convolutional Neural Networks
Academia Sinica Institute of Astronomy & Astrophysics（台湾中研院天文及天文物理研究所）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Flatiron Institute（弗莱托恩研究所）
在可预见的未来，对可能的外来卫星宿主系统进行有针对性的观察仍然很难获得，分析起来也很耗时。因此，开普勒、K2和TESS等时域调查将继续发挥关键作用，作为确定候选系外卫星系统的第一步，然后可以用主要的地面或空间望远镜进行后续观测。在这项工作中，我们训练一个卷积神经网络（CNN）的集合，以识别开普勒观测到的单次过境事件中的候选exomoon信号。我们的训练集由${\sim}$ 27，000个合成的，仅行星和行星+月球单凌日的例子组成，注入开普勒光变曲线。当CNN系综完全一致时，我们使用单个CNN架构实现了高达88%的分类准确度，并且在识别验证集中的卫星时实现了97%的精度。然后，我们将CNN系综应用于1880个开普勒感兴趣天体的光变曲线，周期为$>10$天（$\sim$ 57，000个单独的凌日），并通过将行星凌日注入每个光变曲线来进一步测试CNN分类器的准确性，从而量化残余恒星活动可能导致误报分类的程度。我们发现这些凌日中有一小部分包含类似月球的信号，尽管我们警告不要从这一结果中强烈推断外卫星的发生率。最后，我们讨论了利用神经网络进行exomoon搜索的一些持续挑战。
2021-09-22 astro-ph.EP cs.LG
On the Stability of Additional Moons Orbiting Kepler-1625 b
自从提出了系外卫星候选人开普勒-1625 b-I改变了我们看到卫星系统的方式。由于其不寻常的物理特性，人们对这一候选物质的稳定性和来源提出了许多疑问。目前，我们有足够的理论研究来保证，如果开普勒-1625 b-I确实被证实，它将是稳定的。还探讨了这一候选人的起源。之前的工作表明，最有可能的情况是捕获，尽管也调查了原位形成的条件。在这项工作中，我们假设Kepler-1625 b-I是一颗外卫星，并研究了在同一系统中稳定存在另外一颗大质量外卫星的可能性。为了模拟这种情况，我们对一个系统进行了N体模拟，其中包括行星Kepler-1625 b-I和一颗额外的类地卫星。根据以前的结果，我们系统中的卫星将暴露于与行星的潮汐相互作用以及由于行星旋转而产生的引力效应。我们发现开普勒-1625 b周围的卫星系统能够容纳两颗巨大的卫星。这颗额外的类地卫星将稳定在行星和开普勒-1625 b-I之间的不同位置，优先选择$25$ $R_p$内部的区域。研究结果表明，类地卫星与Kepler-1625 b-I之间的强潮汐相互作用是保证卫星在靠近行星的圆轨道上稳定的重要机制，而类地卫星与Kepler-1625 b-I之间的2：1平均运动共振将为更宽轨道上的卫星提供稳定性。
2021-12-06 astro-ph.EP
A Reply to: Large Exomoons unlikely around Kepler-1625 b and Kepler-1708 b
本文回应Heller与Hippke对两颗系外卫星候选体的反驳，指出其拟合错过更深似然极大值，并利用其数据与代码恢复原始卫星信号，证明二者仍具可行性。
2024-01-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
A JWST Transit of a Jupiter Analog: II. A Search for Exomoons
Columbia University（哥伦比亚大学）；Kapteyn Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦研究所）；Department of Physics and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系与卡弗里天体物理学与空间研究研究所）；Academia Sinica Institute of Astronomy & Astrophysics（中央研究院天文及天文物理研究所）；SRON, Netherlands Institute for Space Research（荷兰空间研究所）
利用 JWST NIRSpec 对类木行星 Kepler-167e 进行 60 小时凌星观测，通过比较行星模型与行星+卫星模型，发现长期趋势主导数据，但疑似卫星信号可能由凌星中点的合事件或黑子穿越引起，强调需 2027 年下一次凌星观测以打破简并。
2026-05-29 astro-ph.EP
Constraints on the habitability of extrasolar moons
开普勒太空望远镜可以探测到巨大的太阳系外卫星。开普勒在恒星宜居带中发现了大约50颗系外行星，这自然让我们对它们假想的卫星的宜居性产生了疑问。来自行星的照明，日食，潮汐加热和潮汐锁定区分了系外卫星和系外行星的远程特征。我们展示了如何评估一个系外卫星的可居住性是可能的基础上访问的参数，通过当前和不久的将来的技术。
2012-10-18 astro-ph.EP
The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK): I. Description of a New Observational Project
20年前，除了我们自己的行星，还没有关于恒星周围行星存在和频率的经验证据。从那时起，对太阳系外行星的探测从太阳系大小到最近的地球大小的世界已经蓬勃发展，我们终于能够揭示宇宙中多个类似地球的可居住行星。太阳系外的卫星也可能是经常居住的世界，但它们的探测甚至系统的追求仍然缺乏在目前的文献。在这里，我们介绍了第一次系统搜索太阳系外卫星的描述，作为一个新的观测项目的一部分，称为“开普勒寻找系外卫星”（HEK）。HEK项目将开普勒发现的已知凌日行星候选者（在撰写本文时为2326）的整个列表提炼为最有希望拥有卫星的候选者。选定的目标是配合使用多模式嵌套采样算法加上行星与月球的光变曲线建模例程。通过比较贝叶斯证据的行星只有一个模型的行星与月球，检测过程中处理的贝叶斯框架。在零检测的情况下，将提供从整个先前体积中边缘化的后验子导出的上限，以告知围绕可行行星宿主eta-moon的大卫星的频率。在讨论了我们的目标选择，建模，拟合和审查的方法，我们提供了两个例子分析。
2012-03-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
An Independent Analysis of the Six Recently Claimed Exomoon Candidates
最近有人声称，KOI-268.01、303.01、1888.01、1925.01、2728.01和3320.01是外卫星候选者，这是基于对它们过境时间的分析。在这里，我们进行了一个独立的调查，这是框架方面的三个问题：1）是否有显着过剩的TTV？2)是否存在显著的周期性TTV？3)有证据表明月球质量不为零吗？我们对这些问题应用了严格的统计方法，同时对开普勒测光进行了重新分析，发现没有一个KOI满足这三个检验。具体而言，KOI-268.01和3220.01均未通过任何测试，而KOI-303.01、1888.01和1925.01均通过了一项测试。只有KOI-2728.01满足两个条件，但未能通过预测的交叉验证测试。此外，详细的光动力学模型显示，KOI-2728.01倾向于负半径卫星（KOI-268.01也是如此）。我们还注意到，我们发现KOI-1925.01有一个明显的光偏心，表明偏心轨道e>（0.62+/-0.06）。为了进行比较，我们对开普勒-1625 b进行了相同的测试，结果显示1）和3）都通过了，但由于可用的历元数量有限，2）无法用这里使用的交叉验证方法进行检查。总之，我们在六个KOI中没有发现令人信服的证据。尽管如此，我们还是能够推导出系外卫星质量上限与半长轴的关系，KOI-3220.01导致了特别令人印象深刻的限制，即Ms/Mp < 0.4% [2 sigma]，与地月的相对…
2020-08-08 astro-ph.EP
Predictable patterns in planetary transit timing variations and transit duration variations due to exomoons
我们提出了新的方法来识别太阳系外行星周围的单卫星和多卫星使用行星过境时间变化（TTV）和过境持续时间变化（TDVs）。对于有一个卫星的行星，从连续凌日的测量显示出一个迄今为止在TTV-TDV图中未描述的模式，起源于行星围绕行星-卫星重心的轨道的频闪采样。在连续三次凌日之后，这种模式完全确定，并且可以分析预测。可用的测量值越多，TTV-TDV图越接近椭圆。对于在轨道平均运动共振（MMR）中有多个卫星的行星，如伽利略卫星，其模式要复杂得多，并在本报告中进行了数值处理。MMR中的系外卫星也可以形成封闭的、可预测的TTV-TDV图形，如果卫星近心的漂移足够慢的话。我们发现，MMR exoons产生的TTV-TDV图中的循环，这些循环的数量等于MMR的顺序，或在MMR比的最大整数。我们使用贝叶斯模型和蒙特卡罗模拟来测试的可扩展性exomoons使用TTV-TDV图与当前和不久的将来的技术。在一次盲测中，我们中的两个人（BP，DA）成功地从共同作者MH和RH的模拟TTV-TDV中检索到了一颗大卫星，这与已知开普勒行星候选者的数据相似。像冥王星-冥卫一双星一样，月球与行星质量比为10%的单个外卫星可以在开普勒主要任务的档案数据中检测到。然而，多系外卫星系统需要更大的望远镜或更明亮的目标恒星。利用月球自身的测光凌日或轨道采样效应的补充探测方法可用于验证或证伪。TESS、CHEOPS和PLATO数据…
2016-06-20 astro-ph.EP
Formation of Massive Rocky Exomoons by Giant Impact
卫星的形成被认为是太阳系行星形成的自然副产品，因此，太阳系外行星的卫星（系外卫星）可能在太阳系外的行星系中也很丰富。Exoons尚未被发现。然而，大于0.1地球质量的卫星可以使用当前的凌日技术进行探测和表征。在这里，我们展示了质量在四分之一到十个地球质量之间的岩石行星之间的碰撞可以产生撞击产生的碎片盘，这些碎片盘可以吸积成卫星。类似大小的物体之间以倾斜的撞击角度和接近逃逸速度的速度发生碰撞，产生了足够大的圆盘，形成了在行星潮汐中动态稳定的卫星。这种类型的撞击在2到7个地球质量之间的超地球上可以发射到轨道上，足够大的质量可以产生一颗足够大的卫星，可以在开普勒凌日数据中检测到。撞击速度是决定盘质量的一个关键因素，这一点在以往所有关于行星碰撞形成月球的研究中都被忽略了。
2017-01-10 astro-ph.EP
Cronomoons: origin, dynamics, and light-curve features of ringed exomoons
近年来，人们一直在尝试探测系外行星的卫星和光环的技术和理论工作。卫星和行星之间较小的质量/尺寸比意味着这非常具有挑战性，因为只有一个系外行星系统可以发现系外卫星（即Kepler-1625 b i）。在这项工作中，我们研究了环状外卫星的动力学演化，被称为“cronomoons”，因为它们与Cronus（希腊语为土星）相似，并在Chronos（时间的缩影）之后，遵循过境时间变化（TTV）和过境持续时间变化（TDV），它们在宿主行星上产生。Cronomoons有扩展的环系统，使它们在经过其宿主恒星前时看起来比实际更大。我们探讨了可能导致这种环卫星环形成的不同可能的情况，并通过研究其尘埃和冰环颗粒的动力学/热力学稳定性和寿命，我们发现，一个孤立的cronomoon可以生存足够长的时间尺度被检测和跟踪。如果这些天体存在，那么新月的光环将呈现出类似于土星的卡西尼分区和类似于小行星带的柯克伍德间隙的间隙，但由于宿主行星引起的共振而升高。最后，我们在这项工作的范围内分析了开普勒-1625b i的情况，发现有争议的巨型卫星可能是地球质量的cronomoon。从理论的角度来看，这种情况下，可以有助于更好地解释当前和未来的观测的基础现象。
2021-12-05 astro-ph.EP
Exomoon habitability constrained by illumination and tidal heating
探测围绕太阳系外行星运行的卫星（“系外卫星”）现在已经变得可行。一旦它们在星周宜居带被发现，关于它们适居性的问题就会出现。系外卫星很可能被潮汐锁定在它们的行星上，因此经历的天数比它们围绕恒星的轨道周期短得多，并且有季节，所有这些都有利于宜居性。这些卫星可以比它们的主行星接收更多的照明，因为行星反射恒星光并发射热光子。相反，日食可以通过减少恒星照明来显着改变系外卫星的局部气候。除了辐射加热，潮汐加热在系外卫星上可能非常大，甚至可能大到足以消毒。我们确定的物理和轨道参数的组合，辐射和潮汐加热是强大到足以触发失控的温室。通过与星周宜居带的类比，这些限制定义了一个环行星的“适居边缘”。我们将我们的模型应用于最近发现的系外行星Kepler-22 b和巨行星候选者KOI211.01周围的假设卫星，并首次描述了可居住的系外卫星的轨道。如果这两颗行星中的任何一颗都有一颗卫星，距离大于10个行星半径，那么这可能表明存在一颗可居住的卫星。
2013-10-30 astro-ph.EP
The Exomoon Corridor for Multiple Moon Systems
最近，Kipping（2021）确定了所谓的“系外卫星走廊”，这是一种潜在的强大的新工具，用于识别可能的系外卫星宿主，这是由于观察到所有拥有系外卫星的行星中有一半将表现出2-4个时期的过境时间变化（TTV）周期。然而，在寻找系外卫星的过程中，一个关键的悬而未决的问题是，我们在单卫星假设下开发的方法在多大程度上扩展到多卫星系统。在这项工作中，我们使用$N$ -体模拟来研究在更一般的情况下，$N \geq 1$卫星的系外卫星走廊效应，产生现实的TTV卫星系统更类似于那些看到外太阳系。我们发现，确实的关系，并保持系统与多达5个卫星在共振和非共振链配置。我们的研究结果表明，对于寻找具有大量大质量卫星的系统存在观测偏差;随着卫星数量的增加，卫星总质量比通常需要显着降低以保持稳定性，或者必须更精细地调整结构才能生存。因此，撞击或捕获场景中产生的卫星可能在早期探测中占据主导地位。最后，我们研究了大量开普勒感兴趣的对象（KOIs）测量的TTV周期的分布，并在几种情况下发现相同的特征exomoon走廊分布。这可能是该领域存在大量卫星的动力学证据，尽管我们警告不要根据这一结果进行强有力的推断。
2021-06-25 astro-ph.EP
Modelling the Light Curves of Transiting Exomoons: a Zero-order Photodynamic Agent Added to the Transit and Light Curve Modeller
本文为 TLCM 增加共面椭圆轨道行星—卫星系统的零阶光动力学建模与多次凌星联合分析能力，并通过 Kepler-1625b 案例说明相关噪声可造成卫星凌星假象。
2023-11-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
Photometric Search for Exomoons by using Convolutional Neural Networks
Municipal Gymnasium Thomaeum（托马埃姆市立文理中学）
到目前为止，在我们的太阳系之外还没有确认的卫星（系外卫星）。系外卫星为我们提供了新的可能适合居住的地方，这些地方也可能在经典的宜居带之外。但到目前为止，由于采用了经典的统计方法，寻找外卫星需要大量的计算能力。研究表明，exomoon签名可以分别通过使用深度学习和卷积神经网络（CNN）来找到，这些网络分别使用合成光变曲线与没有过境的真实光变曲线相结合进行训练。研究发现，由合成光变曲线和观测光变曲线相结合训练的CNN可以用于在开普勒数据集或类似数据集中找到大于或等于大约2-3个地球半径的卫星。在未来的任务中使用神经网络，如行星凌日和恒星振荡（PLATO），可能会使探测系外卫星成为可能。
2021-11-03 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
The Exomoon Corridor: Half of all exomoons exhibit TTV frequencies within a narrow window due to aliasing
预计系外卫星将在其母行星上产生潜在的可检测的过境时间变化（TTV）。不幸的是，区分月球引起的TTV从其他来源，特别是行星与行星的相互作用，严重阻碍了其作为一种工具，用于识别exomoon候选人的有用性。系外卫星TTV的一个关键特征是它们总是采样不足，因为我们只能在每个凌日/行星周期观察一次TTV。我们表明，它是可能的分析表示作为行星和月亮周期的函数的别名TTV周期性。此外，我们表明，反转一个混叠的TTV周期回到一个真正的月亮周期充满了数百个谐波模式。然而，这些TTV别名的一个独特之处在于，它们被预测会在持续的短时间内发生，无论人们对潜在的月球人口假设什么模型。具体来说，50%的系外卫星预计会在2到4个周期之间诱发TTV，这是行星间相互作用很少出现的范围。这提供了一种令人兴奋且简单的工具，用于快速识别系外卫星候选者，并使TTV方法重新成为系外卫星狩猎策略。将这种方法应用于候选者Kepler-1625b i，揭示了其TTV周期性中心围绕着外卫星预期的中值周期。
2020-12-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Runaway greenhouse effect on exomoons due to irradiation from hot, young giant planets
开普勒太空望远镜已经探测到小到地球月球的物体的凌日，小到0.2地球质量的卫星可以通过其宿主行星的凌日时间和凌日持续时间的变化在开普勒数据中探测到。在恒星宜居带（HZ）的巨型行星周围，如此巨大的卫星可以作为地外生命的栖息地。在这里，我们评估了由于来自地球的广泛加热，系外卫星处于失控温室（RG）状态的危险。我们应用预先计算的巨行星的演化轨迹来计算月球上入射的行星辐射作为时间的函数。恒星通量的总能量预算，从行星的照明，和潮汐加热的卫星相比，月球的临界通量经历RG效应。一颗质量为13亿木星的行星照射到一颗地球大小的卫星上，距离木星半径为10倍，可以在月球上驱动RG状态约2亿年。如果加上相当于地球从太阳接收到的恒星照明，RG大约维持5亿年。在1000万年后，行星的可居住边缘向内移动了大约6个行星半径。在轨道偏心率为0.1的外卫星会经历强烈的潮汐加热;它们必须在1亿年后（分别在恒星HZ的内边界和外边界）绕着一个13亿木星质量的宿主运行，超过29或18木星半径，并且在1亿年后超过13木星半径（在两种情况下）才能居住。如果一个大约地球大小的卫星将在一颗巨大行星的轨道上被探测到，如果这个双星将在恒星HZ轨道上运行，那么恢复月球的轨道历史将是至关重要的。如果这样一颗卫星围绕着一颗质量为13亿木星的行星，至少在最初的几亿年里，它与它的宿主的距离已经超过了20个木星半径，那么它可能已经失去了大量的初始蓄水…
2013-11-01 astro-ph.EP
Exomoon indicators in high-precision transit light curves
虽然太阳系包含的卫星比行星多20倍，但迄今为止，在已知的数千颗太阳系外行星中，没有一颗卫星被证实围绕着任何一颗行星。简单地确定最有希望的外来卫星候选者的工具可能有助于简化后续研究。在这里，我们研究了三个exomoon指标，如果建立完善的行星模型拟合行星-月球过境光变曲线：过境时间变化（TTV），过境持续时间变化（TDV），和明显的行星过境半径变化（TRV）。我们重新评估在现实条件下，以前提出的exomoon签名在TTV和TDV系列。我们模拟了一颗有一颗卫星的凌日系外行星的光变曲线。这些模型的光变曲线，然后与一个行星只过境模型，假装没有月亮，我们探索由此产生的TTV，TDV和TRV系列月球的证据。先前描述的椭圆形的TTV-TDV图中的系外行星与卫星出现只有高密度的卫星。低密度卫星扭曲了TTV和TDV系列的正弦形状，这是因为它们对行星-月球凌日的光度贡献。足够大的卫星可以产生周期性的可见TRV。我们发现开普勒和PLATO在探测模拟亮（$m_V=8$）星周围的外月诱导TRV效应方面具有相似的性能。然而，这些恒星在开普勒样本中很罕见，但在PLATO样本中却很丰富。此外，PLATO的高节奏产生更强的TTV信号。凌日半径测量序列的周期图可以指示月球的存在。TTV和TDV系列有卫星的系外行星可能比以前假设的更复杂。我们建议TRV可能是一种更有前途的手段，以确定系外卫星在大型系外行星调查。
2020-04-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Transit of Exomoon Plasma Tori: New Diagnosis
在太阳系中，卫星的数量远远超过行星。开普勒数据库已被证明对火星质量的外行星探测非常敏感，但第一次搜索并不成功。在这里，我们使用粒子在细胞的代码来预测由卫星产生的等离子体环过境。尽管月球的体积很小，但其等离子体环的空间范围足以产生大量的凌日脉冲。该模型用于解释哈勃空间望远镜早期的入口反射，显然观察到WASP-12 b和HD 189733 b紫外线过境，没有一致的解释存在。对于HD 189733 b，需要一颗在行星前方经过$\sim 16$ $R_p$并将$\sim 10^{29}$ C II离子/s装载到太空中的系外卫星来解释对C II的初步早期进入吸收。对于WASP-12 b，需要一个从行星前方经过$\sim 6$ $R_p$并每秒喷射$\sim 10^{28}$ Mg II离子的卫星来解释NUV早期进入吸收特征。有趣的是，HD 189733 b和WASP-12 b预测的卫星都在它们行星的希尔球之外，这表明这些卫星（如果存在的话）不是在原地形成的，而是后来被捕获的。最后，我们的模拟表明，行星的极地地区和卫星的轨道位置之间的强电磁耦合，单极感应直流电路模型的预期结果。未来的观测应该测试我们的预测与一个潜在的机会，明确地检测到第一个exomoon等离子体环。
2014-04-03 astro-ph.EP
Pathways Towards Habitable Moons
对太阳系外生命的搜寻不应该仅仅局限于行星体;太阳系外行星的大卫星也可能是整个银河系中常见的宜居环境。太阳系外卫星或系外卫星，可以通过相互引力相互作用在主行星上引起的过境时间效应来检测。特别是，过境时间变化（TTV）和过境持续时间变化（TDV）的预测，以产生一个独特的exomoon签名，这不仅是很容易区分从其他引力扰动，但也提供了周期和质量的exomoon。利用这些时间效应，大于或等于开普勒任务的测光很容易能够探测到0.2个地球质量的可居住区系外卫星，并且可以为1个地球质量的卫星调查多达25，000颗恒星。我们讨论了未来的可能性，光谱检索等机构，并表明，透射光谱与JWST应该能够检测到分子物种与~30过境事件，在最好的情况下。
2009-11-26 astro-ph.EP
Characterizing Habitable Exo-Moons
我们讨论了筛选大气层的可居住性的外卫星的可能性。我们专注于太阳系外巨行星（EGP）的类地卫星，它们在其宿主恒星的宜居带中运行。最近，开普勒任务或使用凌日持续时间观测的等效测光表明，在宜居带中EGP的外卫星可探测性是可行的。使用地球本身作为一个代理，我们显示的潜力和限制的光谱检测生物标志物的类地系外卫星，并讨论潮汐锁定这种潜在的栖息地的影响。外卫星的透射光谱是在不久的将来筛选它们的可居住性的一个独特的潜在工具。
2010-03-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
Detecting extrasolar moons akin to solar system satellites with an orbital sampling effect
尽管多年来的高精度观测，没有一个可用的理论技术允许确认在太阳系之外的卫星。目前的方法仅限于质量比太阳系中任何卫星的质量高一个数量级。我在这里提出了一个新的方法敏感的exoons类似于已知的卫星。由于凌日系外卫星轨道在天球平面上的投影，卫星更经常出现在与其行星的较大距离处。经过大约十几次随机采样的观测，光度轨道采样效应（OSE）开始出现在相位折叠的凌日光变曲线中，表明卫星的半径和行星距离。OSE的另外两个结果出现在行星的过境时间变化（TTV-OSE）和过境持续时间变化（TDV-OSE）中，这两个变化都允许测量月球的质量。OSE是允许表征多卫星系统的第一个效应。我推导和应用分析OSE描述模拟过境观测开普勒太空望远镜假设只有白噪声。像木卫三这样小的卫星可能在现有的数据中被探测到，M星是它们最有希望的宿主。质量是木卫三的10倍，成分相似（半径约为地球半径的0.86倍）的系外卫星很可能在现有的K星开普勒数据中找到，包括恒星宜居带的卫星。未来使用开普勒级测光（如Plato 2.0）进行调查，并在5年或更长时间内对单个视场进行永久监测，很可能会通过它们的OSE发现太阳系外卫星。
2014-04-30 astro-ph.EP
JWST Excludes Exomoons Down to 0.1 Earth Radii Around a Rocky, Temperate Exoplanet
Columbia University（哥伦比亚大学）
本研究利用JWST的12次凌星观测对LP 890-9c周围的系外卫星进行搜寻，以95%置信度排除了半径小至0.1倍地球半径的系外卫星，证实JWST可探测极小系外卫星，为后续观测提供了支撑。
2026-09-07 astro-ph.EP
Pandora: A fast open-source exomoon transit detection algorithm
我们提出了潘多拉，一个新的软件来建模，检测和表征凌日的太阳系外行星的卫星在恒星光度时间序列。潘多拉使用了一个分析描述的过境光变曲线的行星和月球在前面的恒星与大气临边变暗，它涵盖了所有的情况下，相互行星月球日食过境期间。星-行星-月球系统的轨道运动作为嵌套开普勒问题以高精度计算。我们已经优化了潘多拉的计算速度，使其适合在天基高精度调查的新时代进行大规模的外星卫星搜索。我们展示了潘多拉的可用性exomoon搜索首先模拟一个假想的木星与一个巨大的海王星大小的exomoon在一个类似太阳的恒星周围一年的轨道四个过境的光变曲线。数据的10分钟节奏与即将到来的PLATO任务相匹配，并且百万分之100的噪声由光子噪声主导，假设光度学上安静，$m_V = 11$像太阳一样的恒星。利用UltraNest贝叶斯推断软件包恢复了模拟系统参数。在一台标准计算机上，这种搜索的运行时间大约是五个小时。Pandora是第一个光动力学开源的exomoon过境检测算法，完全用Python编程语言实现，可供社区加入搜索exomoon。
2022-05-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
Transit Origami: A Method to Coherently Fold Exomoon Transits in Time Series Photometry
识别系外行星凌日的最简单方法之一是在一个试验期内对光度时间序列进行相位折叠-当使用正确的值时，会导致相干叠加。这种相位折叠的凌日已经成为现代凌日发现论文中的标准数据可视化。对于系外卫星来说，没有类似的折叠机制，它必须代表某种双重折叠;一次是行星，另一次是月球。仅与行星项折叠，一颗卫星会使周围的非过境平均强度略有下降，但其不连贯的性质使其远不如系外行星猎人所熟悉的清晰叠加那么令人信服。在这里，介绍了一种新的方法，可以用来实现过境折纸需要双重折叠的exomoon，在行星展示TTV的情况下。这种双重折叠只有一个未知参数，即卫星与行星的质量比，因此可以使用简单的一维网格搜索来快速识别与候选外卫星相关的功率。该技术被证明是模拟光变曲线，探索近距离和/或倾斜的卫星的击穿极限。作为一个例子，该方法被部署在开普勒-973b上，这是一个温暖的迷你海王星，表现出8分钟的TTV，其中TTV由单个系外卫星引起的可能性被广泛排除，上限探测到一个木卫三大小的卫星。
2021-08-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
Conditions for water ice lines and Mars-mass exomoons around accreting super-Jovian planets at 1 - 20 AU from Sun-like stars
Exomoon探测可能是可行的与美国宇航局的开普勒或欧空局即将推出的PLATO任务或地面的E-ELT。为了最有效地利用观测资源，我们需要知道最大、最容易探测到的卫星在哪里形成。我们探索的可能性，大型系外卫星以下的运动水（H2O）冰线在吸积盘周围的年轻的超级类木行星。我们想知道这些圆盘中的不同热源如何影响H2O冰线。我们模拟了超木星系外行星周围流体静力平衡的二维旋转对称吸积盘。我们的半分析模型中的能量项--（1）粘性加热，（2）行星照明，（3）吸积加热和（4）恒星照明--由预先计算的行星演化轨迹提供。我们认为行星吸积1至12木星质量之间的距离1和20天文单位的太阳一样的恒星。距离类太阳恒星小于4.5天文单位的类木行星周围的吸积盘没有H2O冰线，但最大质量的超木星可以在距离类太阳恒星约3天文单位的地方形成冰冷的卫星。在5天文单位以上形成的超级类木行星可以拥有火星质量的卫星。我们研究了在5.2天文单位行星的广泛的磁盘参数，并发现，H2O冰线普遍之间的15和30木星半径时，最后一代的卫星正在形成。如果大量的超级类木行星在大约1天文单位的地方形成，那么它们应该没有巨大的冰卫星，因为它们的圆盘在吸积的最后阶段没有H2O冰。在更有可能的情况下，这些行星从几个天文单位以外迁移到它们目前的位置，它们可能被大型的富含H2O的卫星环绕。在这种情况下，火星质量的海洋卫星可能在恒星宜居带中很常见。未来的系外…
2015-04-07 astro-ph.EP
An Independent Analysis of Kepler-4b through Kepler-8b
我们提出了两个独立的，均匀的，全球性的分析的过境光变曲线，径向速度和光谱的开普勒-4b到开普勒-8b，与以前的方法有许多差异。其中包括：1）改进的去相关参数拟合集; 2）新的临边暗化系数; 3）修改为BJD的时间戳以与RV一致; 4）补偿Kepler LC数据的积分时间的两种不同方法; 5）最佳拟合的二次日食深度和排除的上限; 6）拟合的中间过境时间、持续时间、深度和单个过境的基线通量。我们做了几个新的测定：1）我们探测到开普勒-7b的二次日食，深度为（47+/-14）ppm，显著性为3.5-sigma。我们得出结论，反射光是一个更合理的起源比热发射，并确定了一个几何常数Ag=（0.38+/-0.12）。2)海王星质量行星Kepler-4 b的偏心轨道模型在2 sigma置信度下勉强检测到e=（0.25+/-0.12）。如果得到证实，这将使开普勒-4b与GJ 436 b和HAT-P-11b类似，是一颗偏心的海王星质量行星。3)我们发现了Kepler-5 b深度为（26+/-17）ppm的二次日食的边缘（2-sigma）证据。最合理的解释是由Ag=（0.15+/-0.10）的行星引起的反射光。4)开普勒-6b TTV周期图中的2.6西格玛峰被检测到，并且不容易被解释为混叠频率。我们发现，共振/非共振扰动，特洛伊或exomoon都提供不充分的解释，最有可能的来源是恒星旋转。5)在大多数…
2011-01-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
Exploring exomoon atmospheres with an idealized general circulation model
最近的研究表明，在太阳系外行星周围的吸积盘中可以形成大型的系外卫星。这些行星在距离类太阳恒星约1天文单位的地方非常丰富，这使得它们的假定卫星对于研究可居住性非常有趣。技术进步可能很快使开普勒或即将到来的CHEOPS和PLATO太空任务发现系外卫星成为可能。系外卫星的气候可能与系外行星的气候有很大的不同，因为卫星上的昼夜周期是由卫星与其母行星的同步旋转决定的。此外，月球大气层顶部的行星照明和月球表面的潮汐加热可能是巨大的，这可能影响能量在系外卫星上的重新分配。使用一个理想化的大气环流模型，简化了水文，辐射和对流过程，我们计算地面温度，风速，平均纬向环流，和能量输送上的2.5火星质量的卫星轨道10-质量的太阳在1 AU从一个类似太阳的恒星。来自一颗年轻巨行星的强烈热辐射导致卫星的极地地区变暖，这与缺乏冰反馈的地球模型中动态驱动的极地放大保持一致。年轻、明亮的巨行星对富含水的系外卫星的热辐射可能足以导致行星上的水分流失，这可能导致温室失控。与其宿主行星同步旋转并且没有经历失控温室的卫星可能会经历大量的极地融化，这是由行星照明的极地放大和潮汐效应引起的地热加热引起的。
2018-06-18 astro-ph.EP physics.ao-ph
