A Method to Identify the Boundary Between Rocky and Gaseous Exoplanets from Tidal Theory and Transit Durations
确定系外行星是岩石行星对于评估行星的可居住性至关重要。在观测上,小半径凌日行星的数量以及伴随的质量测量不足以可靠地确定过渡质量或半径。理论上,模型预测岩石行星可以成长到足够大,当它们达到10个地球质量时成为气体巨星,但过渡质量仍然未知。在这里,我将展示如何过境数据,解释在潮汐理论的背景下,可以揭示分离岩石和气体系外行星的临界半径。标准的潮汐模型预测,岩石系外行星的轨道比气态物体的轨道更快地潮汐圆化,这表明前者往往会在比后者更大的半长轴上的圆形轨道上被发现。良好采样的凌日可以提供最小的轨道偏心率,允许测量这种差分圆化。我表明,这种影响应该存在于开普勒航天器的数据,但并不明显。相反,似乎没有证据表明在任何行星半径上都存在潮汐循环,这可能是因为公开的数据,特别是碰撞参量,不够准确。我还审查了过境持续时间的偏置值小于圆形轨道上的行星,强调行星的方位角速度决定过境持续时间。开普勒行星候选者的集合可能能够确定岩石和气体系外行星之间的临界半径,潮汐耗散作为行星半径的函数,并区分潮汐模型。
2013-12-11 astro-ph.EP
On the mutually inclined orbits of planets in the CoRoT-7 extrasolar planetary system
我们提出了一种方法,能够确定CoRoT-7的行星是否在相互倾斜的轨道上运动,其数量级为i > 10度。太阳系外系统CoRoT-7的行星与主星的距离非常近,这导致了其快速的动力学发展。因此,在用CoRoT卫星从空间进行至少三年足够精确的观测之后,就有可能确定最内侧行星CoRoT-7 b相对于观测者的倾角。不同的倾角会导致不同的持续时间的过境时间的行星在前面的恒星,因此会给我们一个更好的知识,这个系统的架构。借助数值积分和分析估计,我们检查如何倾斜轨道的额外的行星将改变过境持续时间的CoRoT-7 b。经过3年的观测,当一颗额外的行星将在相对于CoRoT-7 b倾斜的轨道上(I_mutual > 10度)时,可以观察到凌日持续时间增加了分钟数量级。
2010-10-18 astro-ph.EP
Prospecting transit duration variations in extrasolar planetary systems
在凌日行星系中,轨道角动量和恒星自旋之间的夹角通常受到径向速度中观测到的Rossiter-McLaughlin效应的约束,并且可能受到很大的不确定性的影响,特别是对于热恒星(T_eff> 6250 K)。因此,有一种替代的方法来限制质量的值,并检测可能扰乱行星轨道的同伴,这是很有趣的。我们展示了如何在过境持续时间(TDV)的长期变化可以用来约束恒星自转轴的曲率。我们引入一个简单的理论来表达长期的轨道要素的变化和它们对TDVs的影响与倾斜和偏心系统有效的一般配方。参数或轨道要素,不能直接测量,如经度的升交点的轨道,是避免,从而使我们能够一个简单的应用。我们计算预期的TDVs目前已知的过境系统,采用文献中找到的参数。考虑到当前或下一代星载望远镜的能力,我们指出了可以很容易观察到的系统,并讨论了对其基本参数可推导出的约束。TDV可以用来限制恒星的周期性(也可能是小于10 - 100百万年的系统中的行星),提供有关形成场景的信息,潮汐耦合的强度,以及恒星和行星的内部结构。此外,它们可以提供其他物体存在的间接指示,即使质量与地球相当,因为它们对节点岁差产生额外的贡献。
2011-10-03 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
How eclipse time variations, eclipse duration variations, and radial velocities can reveal S-type planets in close eclipsing binaries
虽然已经发现了大约12颗凌日行星在一个内部的近距离双星系统(所谓的“P型行星”)的宽轨道上运行,但还没有发现在一个食双星系统中只围绕一颗恒星运行的行星(所谓的“S型行星”)。尽管开普勒望远镜发现了大量的食双星系统。在这里,我们提出了一种新的检测方法,这些S-型行星,它使用恒星径向速度(RV),日食时间变化(ETV)和日食持续时间变化(EDV)之间的相关性。我们通过模拟一个现实的基准系统测试这种技术的能力,并证明其可探测性与现有的高精度RV和测光仪器。我们说明,与少量的RV观测,RV-ETV图允许我们区分逆行和逆行的行星轨道和行星质量也可以估计,如果恒星交叉关联函数可以解开。我们还确定了一个新的(虽然最小的)贡献的S型行星的罗西特-麦克劳克林效应在食恒星双星。最后,我们探索可能的检测外卫星周围过境发光的巨行星,并发现,所需的精度检测卫星的RV曲线的主机行星的顺序是${\rm cm\,s}^{-1}$,因此目前的仪器无法访问。
2016-12-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Predicting a third planet in the Kepler-47 circumbinary system
我们已经研究了开普勒-47行星系中的第三颗环双星行星是发现这些行星期间报告的单一无法解释的凌日事件的来源的可能性。我们应用MEGNO技术来确定相空间中第三颗行星可以保持准周期轨道的区域,并通过整合整个5个天体(双星+行星)来评估三行星系统的长期稳定性。我们确定了两颗已知行星之间的几个稳定区域,以及开普勒-47 c轨道之外的第三颗行星轨道可能稳定的区域。为了限制这颗行星的轨道,我们使用了无法解释的过境事件的测量持续时间($\sim 4.15$小时),并将其与稳定轨道系综中第三颗行星的过境持续时间进行了比较。为了消除具有相似过境持续时间的轨道之间的简并,我们认为行星处于圆形轨道,并解析计算其周期。后者将第三颗行星的轨道周期上限定为424天。我们的分析表明,如果在发现开普勒-47环双星系统期间发现的无法解释的凌日事件是由于行星物体造成的,那么这颗行星将处于半长轴小于1.24 AU的低偏心率轨道。进一步限制这颗行星的质量和轨道要素需要重新分析目前所有可用的数据,包括宣布发现该系统后获得的数据。我们目前的详细信息,我们的方法,并讨论了结果的影响。
2014-11-17 astro-ph.EP
CKS VIII: Eccentricities of Kepler Planets and Tentative Evidence of a High Metallicity Preference for Small Eccentric Planets
描述行星轨道结构和形成环境对行星偏心率分布的依赖关系对于理解行星形成至关重要。在这项工作中,我们使用通过开普勒测量的过境持续时间,结合加利福尼亚开普勒巡天和盖亚精确和准确的恒星半径,对过境系外行星进行统计偏心率研究。与以前的工作,其特点是从过境时间的偏心率分布相比,我们的分析受益于高精度的恒星半径($\sim$ 3%)和大样本的$\sim$ 1000行星。我们观察到,只有一个观察到的过境行星的系统有一个更高的平均偏心率($\bar{e} \sim 0.21$)比系统多个过境行星($\bar{e} \sim 0.05$),与以前的研究。我们确认的偏好,高,低偏心率子种群之间的单过境系统。最后,我们提出了新的证据表明,开普勒样本中的高$e$行星优先发现高金属丰度([Fe/H] $>0$)恒星周围。最后,我们讨论了行星形成理论的影响。
2019-05-12 astro-ph.EP
Short-duration lensing events: I. wide-orbit planets? free-floating low-mass objects? or high-velocity stars?
短持续时间的透镜事件倾向于由低质量透镜或具有高横向速度的透镜产生。此外,对于任何给定的透镜质量和速度,短持续时间的事件优先由附近的透镜(中透镜)引起,可以详细研究,或者由透镜如此接近源星,可以检测到有限源尺寸效应,产生关于爱因斯坦环半径和透镜星表面的信息。引起短持续时间事件的行星可能在任何方向的轨道上,并且可能具有小于AU的半长轴,或者它们可能到达它们的行星系的外部极限,在对应于太阳系的奥尔特云的区域。它们的质量可能比木星大,也可能比冥王星小。因此,透镜具有独特的潜力,可以扩展我们对行星系的理解。透镜效应的一个特别优点是它可以提供系统参数的精确测量,包括恒星和行星之间的质量和投影距离。我们演示了如何提取参数,并表明可以学到很多东西。例如,值得注意的是,附近自由浮动的行星质量透镜的引力质量可以通过用探测行星本身的深度图像补充测光事件的观测来测量。一小部分短事件可能是由位于千秒差距内的高速恒星引起的。许多高速透镜体很可能是受到巨大出生反冲的中子星。其他高速恒星可能是晕族的成员。还有一些可能是从银河系中心喷射出来的超高速恒星,或者是从近距离双星中逃逸出来的逃逸恒星,可能包括Ia型超新星的祖先双星。
2009-12-08 astro-ph.EP astro-ph.GA
Benefits of Ground-Based Photometric Follow-Up for Transiting Extrasolar Planets Discovered with Kepler and CoRoT
目前,超过40颗凌日行星已被地面光度测量发现,开普勒和CoRoT等太空任务预计将探测到数百颗。地面的后续测光观测将在约束新发现行星的轨道和物理参数方面发挥重要作用,特别是那些半径小(R_p小于约4个地球半径)和/或轨道周期中长(P大于约30天)的行星。在这里,我们模拟过境光变曲线从开普勒测光和地面观测在近红外(NIR),以确定如何联合建模空间和地面光变曲线可以提高过境持续时间和行星-恒星半径比的测量。我们发现,在天基观测基础上增加至少一次地面凌日观测,可以显著提高测量长周期(~1年)小行星(R_p小于约4个地球半径)凌日持续时间和行星-恒星半径比的精度,这在很大程度上归功于近红外光谱中临边昏暗效应的减小。我们还证明,需要多个地面观测,以获得一个大幅度提高测量精度的小行星与短轨道周期(~3天)。最后,我们考虑的作用,更高的地面精度将发挥约束参数测量典型的开普勒目标。我们的研究结果可以帮助通知过境后续计划的优先级(包括开普勒和CoRoT发现的行星的主要和次要过境),从而改善过境持续时间,行星大小和轨道偏心率的限制。
2009-07-29 astro-ph.EP
Kepler K2 Campaign 9: I. Candidate short-duration events from the first space-based survey for planetary microlensing
我们提出了第一个短期候选人微透镜事件从开普勒K2任务。从2016年4月下旬到7月上旬,K2的第9次战役在银河系隆起的3.7平方度区域获得了高时间节奏的观测。其主要目标是利用微透镜寻找自由浮动行星群的证据,并证明天基行星微透镜勘测的可行性。虽然开普勒K2远不是微透镜的最佳选择,但最近开发的MCPM光度管道使我们能够识别和建模微透镜事件。我们详细描述了我们的盲事件选择管道,并使用它来恢复22个短持续时间的事件,有效的时间尺度小于10天之前宣布的OGLE和KMTNet地面调查。我们还宣布了五个新的候选事件。其中之一是一个焦散性交叉双星事件,与一个束缚行星一致,并在同伴研究中建模。其他四个的持续时间非常短(有效时间尺度小于0.1天),这是地球质量的FFP种群的典型特征。虽然开普勒不是为拥挤场测光设计的,但K2C9数据集清楚地表明了对银河系凸起进行盲空基微透镜调查的可行性。
2021-07-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Robust Transiting Exoplanet Radii in the Presence of Starspots from Ingress and Egress Durations
我们通常从凌日深度测量凌日系外行星的半径,凌日深度由行星和恒星的横截面积之比给出。然而,如果一颗恒星的暗星斑(或亮区)分布在整个凌日弦上,凌日深度将偏向较小(较大)的值,因此如果不考虑的话,推断的行星半径将较小(较大)。我们重新参数化的过境光变曲线,占“自污染”的光球不均匀性分裂成两个参数的参数$R_p/R_\star$:一个半径比-控制的持续时间的入口和出口-和另一个测量可能污染的过境深度。我们表明,这是相当于第二颗星(正或负通量)的污染的配方,它是敏感的恒星光球的时间稳定的不均匀性。我们使用合成光变曲线的斑点星在高信号噪声表明,从测量的入口/出口持续时间恢复的半径可以恢复的真实半径行星过境斑点星与轴对称斑点分布,如果边缘变暗参数是精确已知的。我们拟合了开普勒和斯皮策10颗行星的时间平均高信噪比过境光变曲线,以测量行星半径并寻找斑点分布的证据。我们发现,该样品有一系列的测量深度和入口持续时间是自相一致的,没有提供强有力的证据污染的斑点。然而,有证据表明开普勒-17上的恒星黑子被遮蔽,相对明亮的区域被开普勒-412和HD 80606的行星遮蔽。詹姆斯·韦伯太空望远镜的未来观测可能使这项技术能够在恒星不均匀性存在的情况下产生精确的行星半径。
2018-07-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spin-orbit misalignment in the HD80606 planetary system
我们最近报告了在法国上普罗旺斯天文台对111天周期的偏心太阳系外行星HD 80606 b的主凌日的光度和光谱探测(Moutou et al. 2009)。主凌日的整个出口和它的中央部分被观测到,允许测量行星半径,并通过罗西特-麦克劳克林异常的观测证明了自旋-轨道不一致。由于在这一长时间过境中没有观察到进入,系统参数仍存在不确定性。我们在这里提出了一个完善的,结合分析我们的光度和光谱数据,连同进一步公布的径向速度,地面测光,斯皮策测光周围的二次日食,以及新的光度测量HD 80606在霍普金斯山,亚利桑那州,刚刚开始的主要过境。虽然在这些新数据中没有检测到凌日,但它们提供了凌日持续时间的上限,这缩小了Rossiter McLaughlin异常在凌日未观测部分的可能行为。我们分析了整个数据与贝叶斯方法,使用马尔可夫链蒙特卡罗积分的所有可用信息。我们发现R_p = 0.98 ± 0.03 R_Jup的行星半径,和总的主凌日持续时间为11.9 ± 1.3小时,从第一次到第四次接触。我们的分析加强了这个系统中自旋轨道不对准的假设(在> 95%的水平上排除对准),行星轨道轴和恒星旋转之间的投影角为正(中值解λ ~ 50度)。由于HD 80606是一个双星系统的组成部分,其行星的特殊轨道可能是由Kozai机制造成的。
2009-06-30 astro-ph.EP
Transit Timing and Duration Variations for the Discovery and Characterization of Exoplanets in the TESS era
本文回顾了TESS时代凌星时间变化(TTV)与持续时间变化(TDV)的理论、观测及动力学机制,强调其在多凌星行星系统质量测量与表征中的关键作用。
2025-04-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Recent Kepler Results On Circumbinary Planets
在美国宇航局开普勒光度计的一长串令人兴奋的发现中,排名靠前的是发现凌日的环双星行星。在短短一年多的时间里,这样的行星数量从零增加到七个,其中包括一个多行星系统,其中一颗行星位于宜居带(开普勒-47)。我们正在迅速学习如何更好地探测和描述这些行星,包括识别它们的过境时间和持续时间变化的“确凿证据”。即使只有少数这样的行星,一些令人兴奋的趋势正在出现。
2013-08-28 astro-ph.EP
Analytic Estimates of the Achievable Precision on the Physical Properties of Transiting Planets Using Purely Empirical Measurements
我们提出了分析估计的分数不确定性的质量,半径,表面重力和密度的过境行星,只使用经验或半经验的测量。我们首先表示这些参数的凌日测光和径向速度(RV)观测,以及恒星半径$R_{\star}$,如果需要的话。与以前的结果一致,我们发现,假设一个圆形的轨道,行星的表面重力($g_p$)只取决于经验的过境和RV参数,即,行星周期$P$,过境深度$δ$,RV半振幅$K_{\star}$,过境持续时间$T$,和入口/出口持续时间$τ$。然而,行星的质量和密度取决于所有这些量,加上$R_{\star}$。因此,关于行星质量、半径和密度的推论必须依赖于恒星半径这样的外部约束。对于明亮的恒星,恒星半径现在几乎可以通过测量恒星的热辐射通量、有效温度和通过视差到恒星的距离来测量,消光$A_V$是唯一的自由参数。对于任何给定的系统,行星参数都有一个可实现的精度等级,因此行星表面重力比密度更精确测量,而密度又比质量更精确测量。我们发现,表面重力提供了一个强大的约束的核心质量分数的类地行星。这是有用的,因为表面重力可能是类地行星最好的测量属性之一。
2021-01-22 astro-ph.EP
Searching for Small Circumbinary Planets I. The STANLEY Automated Algorithm and No New Planets in Existing Systems
目前还没有发现小于3个地球半径的环联星行星,但这种小尺寸的行星占单恒星周围发现的行星的75%以上。这些观测并不能证明小型环联星行星的不存在,但它们比单颗恒星更难找到,因为它们的凌日时间变化比凌日持续时间大得多。我们提出STANLEY:一个自动化的算法来寻找小的circumbinary行星。它采用自定义的方法去趋势食二进制光变曲线和堆叠浅凌的可变持续时间和间隔使用N体积分。应用于开普勒环双星,我们恢复了所有已知的行星,包括开普勒-47的三颗行星,并限制了类似或更小尺寸的其他行星的存在。我们还表明,我们可以在一半的已知系统中检测到小于3个地球半径的行星。我们的工作最终将被应用到一个广泛的样本食双星(希望)产生新的发现,并得出一个环双星的大小分布,可以比较的单星。
2021-01-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Why planetary and exoplanetary protection differ: The case of long duration Genesis missions to habitable but sterile M-dwarf oxygen planets
时间可以说是星际探索的关键限制因素。在高速情况下,利用激光推进的晶片卫星飞掠邻近恒星的任务需要50-100年的时间是可行的。定向能发射系统还可以在另一侧将数吨重的飞行器加速到1000 km/s(c/300)的巡航速度。在这样的速度下,超导磁帆将能够通过将动能传递给星际介质中的质子来使飞船减速。一个诱人的前景,这将允许星际探测器停止时,时间不是一个限制因素。在这方面,最好的候选者是创世纪探测器,这是一项旨在为可能适合居住但迄今为止贫瘠的系外行星上的地球生命提供新的进化途径的任务。创世纪飞行任务提出了重要的伦理问题,特别是在行星保护方面。在这里,我们认为,系外行星和行星的保护质量不同的有效载荷提供探测器,这是几千年的星际探测器,但只有几年的太阳系天体的巡航时间有很大不同的结果。此外,我们指出,我们的银河系可能拥有大量可居住的系外行星,M-矮行星,由于存在大量原始氧气大气,这些行星可能是无菌的。我们相信,如果未来的研究证实存在这种类型的可居住但无菌的氧气行星,我们银河系中的地球生命前景将在根本层面上发生变化。这也可以解释为什么我们的太阳不是最常见的M矮星,而是中等大小的G类恒星。
2019-01-08 astro-ph.EP physics.pop-ph physics.space-ph
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
Retired A Stars and Their Companions VIII: 15 New Planetary Signals Around Subgiants and Transit Parameters for California Planet Search Planets with Subgiant Hosts
我们在亚巨星周围发现了7颗新行星和8颗候选行星,作为对已知的“退休A星”周围行星样本的补充(Johnson et al. 2006)。其中可能是第一个围绕次巨星的三行星系统,HD 163607和HD 4917。此外,我们还计算了所有已知行星围绕亚巨星(3 < log g < 4)恒星的可能过境时间、持续时间、深度和概率,重点是TESS任务期间可能的过境。虽然大多数行星的过境概率为1- 2%,但我们发现有3颗行星的过境概率> 9%。
2018-11-16 astro-ph.EP
Ground-Based Photometric Searches for Transiting Planets
本文评述了凌日行星地面测光搜索的基本技术特点,并讨论了可能的观测选择效应。我建议对已经观测到的磁场进行额外的测光观测,可能会发现新的周期在4-6天左右的凌日行星。这组已知的凌日行星支持了2005年提出的行星质量和轨道周期之间有趣的相关性。
2009-06-30 astro-ph.EP
Rapidly rotating stars and their transiting planets: KELT-17b, KELT-19Ab, and KELT-21b in the CHEOPS and TESS era
具有凌日行星的快速旋转早型主序星在许多方面都是令人感兴趣的。不幸的是,在这样的系统中的一些天体物理效应还没有很好地理解。因此,我们使用特征系外行星卫星(CHEOPS)对三颗具有凌日行星的快速旋转恒星(即KELT-17 b,KELT-19 Ab和KELT-21 b)进行了光度测量,并补充了凌日系外行星测量卫星(TESS)数据和光谱数据。我们的目的是调查自旋轨道错位及其光度学符号,因此对选定物体的高质量光变曲线进行了凌日不对称性、凌日持续时间变化和轨道进动测试。此外,我们进行了渡越时间变化分析,获得了新的恒星参数,并完善了系统参数。对于KELT-17 b和KELT-19 Ab,我们得到的行星半径比之前发现的要小得多。与CHEOPS数据的精度相比,重力暗化效应非常小。我们只能报告对KELT-21的恒星倾角的初步探测,它大约是60度。在KELT-17 b和KELT-19 Ab中,我们能够排除导致轨道进动的长期过境持续时间变化。与发现论文相比,KELT-19 Ab的过境时间较短,这可能是行星半径较小的结果。从这个角度来看,KELT-21 b是有希望的,但需要进一步精确的观测。我们没有发现任何令人信服的证据表明系统中存在其他物体。
2022-04-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Interpreting the yield of transit surveys: Are there groups in the known transiting planets population?
每颗发现的凌日行星都有7个可测量的量,这些量可能联系在一起,也可能不联系在一起(行星质量、半径、轨道周期、恒星质量、半径、有效温度和金属丰度)。行星质量与周期、表面重力与周期、行星半径与恒星温度之间的相关性,先前已在已知的凌日巨行星中观测到。根据它们的Safronov数,以前已经确定了两类行星。我们使用CoRoTlux代码将模拟事件与已发现行星的样本进行比较,并测试这些相关性的统计显著性。我们首先生成一个恒星场与行星同伴的径向速度的发现和行星演化模型的基础上,然后应用检测标准,包括统计和红噪声源。我们比较了我们的模拟调查的产量与31个特征良好的巨型凌日行星的合奏,使用多元逻辑分析,以评估模拟分布是否匹配已知的凌日行星。我们的多变量分析表明,我们的模拟样本和观察结果的一致性达到76%。质量与周期的相关性,首次观察到的巨行星与径向速度与过境行星。我们的模型自然地解释了行星表面重力和周期之间的相关性,以及行星半径和恒星有效温度之间的相关性。最后,我们也能够重现先前观察到的明显双峰分布的Safronov数在10%的模拟情况下,虽然我们的模型预测一个连续的分布。这表明存在两组具有不同内在性质的行星的证据在统计上并不显著。
2009-01-20 astro-ph.EP
The Transits of Extrasolar Planets with Moons
寻找太阳系外行星的强烈动机是为了描述银河系内可居住世界和生命的频率。虽然人们花了很多精力寻找类地行星,但大型卫星也可能是生命常见的温和住所。探测太阳系外卫星或“系外卫星”的方法比它们的行星对应物更微妙,在这篇论文中,我的目标是提供一种方法来找到这样的机构在过境系统,这提供了最大的探测潜力。在寻找行星信号的微小扰动之前,必须建立对行星凌日的理解。因此,在第3章到第5章中,我将讨论交通模型,并提供一些新的见解。第四章给出了凌日最小时刻和凌日持续时间的新的解析表达式,这对于以后寻找外卫星是至关重要的。第5章讨论了过境信号失真的两个来源,即混合(重点是以前未考虑的自混合场景)和由于长积分时间造成的光变曲线拖尾。我提供的方法来补偿这两种影响,从而允许行星过境光变曲线的准确建模。在第6章中,我将讨论通过外卫星对宿主行星的引力影响来探测外卫星的方法,从而引起过境时间和持续时间的变化(TTV和TDV)。以前已知的TTV效应更新与一个新的模型和相关的关键问题进行了概述。然后,我预测了一种新的效应,TDV,它解决了这些问题,使exomoon检测可行。第7章介绍了用开普勒探测可居住区系外卫星的可行性研究,发现质量小至0.2地球质量的卫星是可以探测到的。最后,在第8章中讨论了结论和未来的工作。
2012-04-23 astro-ph.EP
Transiting Planets with LSST IV: Detecting Planets around White Dwarfs
以前的工作表明,大型综合巡天望远镜(LSST)有能力在相对较短的周期($<$ 20天)内探测到围绕主序星的凌日行星,并使用标准算法进行凌日探测和周期恢复。在本文中,我们演示了Tingley(2011)提出的算法如何用于使用LSST探测白矮星周围的凌日行星。这个应用弥补了非常短的凌日持续时间与由白矮星凌日引起的幅度变化,因此只需要几个凌日点来检测周期性并限制周期。我们最初的模拟发现,在白矮星宿主周围,大约有五分之一的近距离凌日行星可以被探测到;以每白矮星0.25颗地球大小的行星的出现率计算,这是超过500颗行星可以被探测到。我们还注意到,目前低节奏的LSST在银河系平面有一个显着的影响,预期的产量。
2018-09-28 astro-ph.EP
Transit time derivation for hot planet bow-shocks
我们提出了一个热行星弓激波过境时间的分析估计,这将是有用的计划观察这样的签名。
2018-05-03 astro-ph.EP
Effect of stellar spots on high-precision transit light-curve
恒星的活动特征,如斑点,可以通过光谱和光度观测来确定行星参数。例如,凌日行星和恒星黑子的重叠可能会产生凌日光变曲线的异常,这可能导致对凌日持续时间、深度和时间的不准确估计。例如,这种不准确性会影响行星半径的精确推导。本文给出了恒星黑子对高精度凌日光变曲线影响的定量研究结果。我们发现,现场异常可以导致估计的行星半径是4%小于真实值。对传输持续时间的影响也可能为4%左右,或长或短。根据斑点的大小和分布,异常也可以产生具有显著幅度的过境时间变化。例如,当光斑完全黑暗并且与最大的太阳光斑一样大时,可以产生信号幅度为200秒的TTV。我们的研究还表明,对高精度凌光曲线有可检测影响的恒星光斑的最小尺寸约为典型开普勒望远镜精度的恒星半径的0.03倍。我们还表明,包括更多的自由参数(如过境深度和持续时间)在拟合过程中,以测量每个单独的过境时间的战略将不会产生准确的结果的情况下,活跃的恒星。
2013-07-18 astro-ph.EP
The Exoplanet Eccentricity Distribution from Kepler Planet Candidates
根据径向速度测量,系外行星的偏心率分布与圆形轨道的偏差超过0.1天文单位。对于径向速度技术最为敏感的大型行星,情况尤其如此。行星轨道的偏心率可以对凌日概率和随后的凌日调查的行星产量产生很大的影响。开普勒任务是第一次对周期空间进行足够深入的探测,以便通过凌日持续时间的变化来观察这种影响。我们使用开普勒行星候选人表明,偏心率分布是一致的,从径向速度调查的高度置信度。我们进一步表明,开普勒候选人的平均偏心率随着行星尺寸的减小而减小,这表明较小的行星优先在低偏心率轨道上发现。
2012-07-02 astro-ph.EP
Can planetary instability explain the Kepler dichotomy?
开普勒任务发现的行星候选者提供了丰富的样本,以限制其宿主恒星约0.5 AU范围内的行星系的结构和相对倾角。我们使用开普勒16个月数据的三重凌日系统作为物理三行星系统的模板,并进行合成凌日观测。我们发现,所有的开普勒三凌和双凌系统都可以从三行星模板中产生,给出了大约5度的低相互倾斜。我们的分析表明,开普勒数据包含一个人口的行星大于四个地球半径的单凌系统,不能产生的三行星模板。我们探讨的假设,高质量的对应物的三重过境系统经历了动力学不稳定,产生人口的大规模双行星系统的适度高的相互倾斜。我们进行N体模拟质量提升的三行星系统,并观察系统如何加热和失去行星,最常见的是行星行星碰撞,产生与开普勒单凌日系统中的大行星一致的凌日。然而,由此产生的大质量双行星系统的人口不能解释在观测到的单凌系统中额外多余的低质量行星,以及在双凌和三凌系统中缺乏气体巨行星。三重气体巨行星系统的行星不稳定性可能是拥有一颗或多颗小行星的系统和拥有一颗巨行星的系统之间的二分法的一部分。然而,二分法的主要部分更有可能在行星形成期间已经出现,当一颗大质量行星的形成、迁移或散射,在金属丰度阈值以上触发,抑制了在亚AU轨道上的其他行星的形成。
2012-08-18 astro-ph.EP
Measuring the Galactic Distribution of Transiting Planets with WFIRST
WFIRST微透镜任务将测量数百万颗恒星的精确光变曲线和相对视差,使其有可能沿着视线描述短周期凌日行星并进入银河系凸起。这些光变曲线将使超过100,000个凌日行星的探测成为可能,这些行星的主恒星已经测量了距离。虽然这些行星中的大多数无法被追踪,但WFIRST数据中的数千颗热彗星可以通过检测它们的次日食直接确认。此外,在WFIRST微透镜巡天期间,通过探测凌日时间的变化,可以确认一些小行星系统。最后,通过排除潜在的误报,更多的行星可能会得到验证。WFIRST凌日和微透镜的结合将提供一个完整的行星系结构的图片,从最短的周期到未绑定的行星,作为银河系距离的函数。
2017-01-08 astro-ph.EP
Habitable Planets Eclipsing Brown Dwarfs: Strategies for Detection and Characterization
由于非常接近它们的宜居带,褐矮星代表了寻找附近凌日宜居行星的高价值目标,这些行星可能适合后续的掩星光谱学。在本文中,我们开发的搜索策略,以找到适居行星过境棕矮星取决于他们的最大适居轨道周期(PHZ出)。PHZ的可居住行星短于一个夜晚的有效持续时间(例如8-10小时),可以在单个位置和单个夜晚(近红外)以100%的完整性进行筛选。更明亮的褐矮星需要更长时间的连续监测,例如从太空或分布式网络(一个测试计划实现- 3台望远镜,13.5个连续小时)。通过对21颗最近的已知褐矮星(在7 pc以内)进行模拟调查,我们发现至少检测到一颗过境适居行星的概率在4.5 + 5.6 - 1.4%和56 + 31 - 13%之间,这取决于我们的假设。我们计算出,5-10秒差距内的褐矮星的特点是潜在的生物签名与6.5米的太空望远镜使用约。一个5年任务寿命的1%分布在一个连续的部分,只有五分之一到十分之一的时间。
2013-04-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Fast Inversion Method for Determination of Planetary Parameters from Transit Timing Variations
凌日时间变化(TTV)方法依赖于监测已知系外行星凌日时间的变化。系统中的非凌日行星可以从TTV与凌日行星的引力相互作用中推断出来。TTV方法对其他方法无法探测到的低质量行星敏感。在这里,我们描述了一个快速算法,可用于确定的质量和轨道的非过境行星的TTV数据。我们应用我们的代码,ttvim.f,到各种各样的行星系测试TTV反演问题的唯一性和它的依赖TTV观测的精度。我们发现,行星参数,包括行星的质量和相互轨道倾角,可以确定从TTV数据集,应该在不久的将来成为可用。与径向速度技术不同,TTV方法可以用来描述多行星系统的倾角分布。
2009-11-30 astro-ph.EP
Transit Probabilities in Secularly Evolving Planetary Systems
本文考虑是否人口的已知凌日系外行星提供了证据,额外的外行星在倾斜轨道上,由于这些行星的扰动效应的内行星的轨道。因此,我们开发了一种半分析方法来计算两个相互倾斜的行星被观察到过境的概率。随后,我们推导出一个简化的分析形式来描述两颗行星之间的相互倾斜如何演变,由于长期的相互作用与一个宽轨道倾斜的行星,并使用它来确定平均概率,这两个内行星被观察到过境。从开普勒-48和HD-106315的应用中,我们限制了这些系统中外行星的倾角(从RV得知)。我们也将这项工作应用到所谓的开普勒二分法,它描述了开普勒观测到的单凌日系统的过剩。我们发现了三种不同的方式来解释这种二分法:一些系统可能天生是单一的,一些多行星系统可能天生就有很大的相互倾斜,而一些多行星系统可能通过与倾斜的外行星相互作用而周期性地获得很大的相互倾斜。我们展示了如何将不同的机制结合起来,以适应开普勒系统与一个和两个过境行星的观察到的人口。我们还展示了如何过境两个行星系统的相互倾斜的分布约束的两个行星系统的扰动外行星的分数,因为这样的系统应该优先发现开普勒时,由于过境概率增加的内行星共面。
2017-03-29 astro-ph.EP
The Value of Systems with Multiple Transiting Planets
除其他外,对行星系的形成和演化的研究目前利用两个重要的观测资源:行星经过其母星的精确特征和多行星系统的频率和性质。到目前为止,凌日系外行星的研究几乎完全集中在只有一颗行星的系统上,除了考虑其他行星对凌日光变曲线的影响,主要是通过凌日时间变化(TTV)。这项工作考虑了多个行星被认为是过境同一颗恒星的系统,并得出结论,这种“多过境”系统将是除了我们自己的太阳系之外信息最丰富的行星系。2010年,Steffen等人宣布了\emph{Kepler}的五个新的候选多凌系统,尽管这些候选系统尚未被完全证实为行星。在预期的可能确认的多过境系统,我们详细讨论了这些系统的价值。例如,在多过境系统中,对过境时间变化的适当解释得到了显著改善。真正的相互倾角,一个有价值的探测行星形成的方法,也可以在某些系统中很好地确定,特别是通过罗西特-麦克劳克林对每颗行星的测量。此外,这类系统可能会发生可预测和可观测的相互事件,即一颗行星与另一颗行星交叉,从而对各种物理和轨道参数,特别是相互倾角,产生独特的限制。
2010-06-18 astro-ph.EP
Circumbinary planets II - when transits come and go
环联行星通常比同等的单星行星更有可能凌日,但实际上环联行星的几何形状和轨道动力学使得观测凌日的机会固有地依赖于时间。在Martin & Triaud(2015)的后续论文中,通过分析计算双星和行星轨道重叠的时间和时间,更深入地探讨了时间依赖性,允许发生凌日。推导出的方程被应用于开普勒发现的已知凌日环双星行星,以预测未来凌日何时发生,以及它们是否能被即将到来的TESS、CHEOPS和PLATO太空望远镜观测到。这些行星中的大多数在凌日配置中花费的时间不到50%,有些不到20%。由此计算出,已知的开普勒食双星可能拥有大约17 - 30颗类似于10个已发表发现的环双星行星,它们最终会在某一天过境,可能是在TESS和PLATO调查期间。
2016-11-02 astro-ph.EP
Transit Visibility Zones of the Solar System Planets
通过凌日法探测到数千颗太阳系外行星自然会提出一个问题,即潜在的太阳系外观测者是否能够探测到太阳系行星的凌日。我们提出了一个全面的分析,在天空中的地区,从那里可以检测到的过境事件的太阳系行星。我们指定从天空中的任何给定点可以观察到多少个不同的太阳系行星,并发现最大数量为3。我们报告了一个随机定位的外部观测者能够观测到单个和多个太阳系行星凌日的概率;具体来说,我们发现能够观测到至少一个凌日行星的概率为2.518%,至少两个凌日行星的概率为0.229%,三个凌日行星的概率为0.027%。我们确定了68个已知的系外行星,有一个有利的几何角度,让过境检测在太阳系,我们将展示如何正在进行的K2任务将扩大这一名单。我们使用系外行星的发生率来估计,有$3.2\pm1.2$和$6.6^{+1.3}_{-0.8}$温带地球大小的行星轨道GK和M矮星比$V=13$和$V=16$,分别位于地球的过境区。
2017-09-07 astro-ph.EP
Correlations between planetary transit timing variations, transit duration variations and brightness fluctuations due to exomoons
现代理论估计表明,在真实设备的帮助下,我们能够探测到系外行星的大型卫星(大约是木卫三的大小),尽管直接探测系外卫星的数值尝试没有成功。由于各种原因,许多寻找系外行星卫星的方法都没有取得成果。一些建议的方法是面向一个更准确的望远镜比那些存在今天。在这项工作中,我们提出了一种方法的基础上的过境时间变化(TTV)和亮度波动(BF)之间的关系,在行星凌日前后。借助地月系统凌日的数值模拟,我们已经构建了一个单独的过境的任何配置的BF和TTV的数据。获得的实验图表表明,一个容易检测到的近线性相关性。即使人为增加了月球的轨道速度和测量中的高水平误差,这些模式也表明了准确的相关性。该方法的一个显著优点是,由于TTV和BF的附加性质,它方便了多卫星系统。系统中的平均运动共振(MMR)不影响卫星探测能力也很重要。最后,我们试图检索参数的月球(没有额外的卫星)的基础上模拟光度曲线。结果在质量的$\approx 0.45$和半径的$\approx 0.24$水平上执行误差,TTV测量精度= 60 s,光度测量的开普勒样噪声。
2017-04-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
A New Planet in the Kepler-159 System From Transit Timing Variations
开普勒太空望远镜已经通过凌日法发现了数千颗行星。这些行星的凌日时间变化不仅使我们能够推断其他行星的存在,凌日与否,而且还可以表征系统的一些参数。使用行星开普勒-159 b和159 c的凌日时间变化,凌日模拟器TTVFast和贝叶斯推断工具MultiNest,我们预测一个新的非凌日行星开普勒-159 d,与开普勒-159 c处于共振2:1轨道。这种配置在至少1000万年的时间尺度上是动态稳定的,尽管我们注意到其他不太稳定的高阶共振也可能在开普勒运行的三年窗口期间产生类似的TTV。
2018-10-15 astro-ph.EP
Detecting the Wind-Driven Shapes of Extrasolar Giant Planets from Transit Photometry
有几个过程可以导致太阳系外巨行星的阴影形状,如在过境时所看到的,偏离圆形。除了旋转效应之外,云的形成、非均匀的霾的产生和移动以及动力效应(风)也可能很重要。从地球上看,当这样一颗行星凌日它的主星时,非球面性会导致凌日光变曲线相对于完美球面(或完美扁圆)行星的凌日有偏差。我们开发了一个理论框架来解释行星的形状。然后,我们根据已发表的HD 189733 b理论动力学模型生成过境行星形状的预测。使用这些形状模型,我们表明,行星的形状是不太可能引入可检测的光变曲线偏差(那些>~ 1 e-5的主恒星),但形状可能会导致天体物理学的系统误差的来源时,测量行星扁率,渡越时间,和碰撞参量。
2009-10-19 astro-ph.EP
Investigations of approximate expressions for the transit duration
在这项工作中,我们调查的准确性的各种近似表达式的过境时间的一个分离的二进制对精确的解决方案,通过解决一个四次方程。此外,一个新的简洁的近似推导出,这提供了更准确的结果比目前在文献中。数值模拟进行测试的各种表达式的准确性。我们发现,我们提出的表达式显示产生了>200%的精度相对于以前采用的表达式的改善。我们推导出一组新的方程用于检索的光变曲线参数,并考虑错误地使用偏心轨道的圆形表达式的影响,过境调查特别重要的后果。新的表达式还允许我们提出一个新的光曲线拟合参数集,它最大限度地减少了相互关联,从而提高了计算效率。该方程也很容易区分,以提供分析表达式的过境持续时间变化(TDV),由于长期的系统参数的变化,例如,由于拱点进动引起的扰动行星。
2010-04-21 astro-ph.EP
How to Find a Planet from Transit Variations
在这里,我们描述了开普勒-46发现背后的故事,开普勒-46是第一个通过称为凌日时间变化(TTV)的方法检测和表征的系外行星系统。TTV方法依赖于围绕同一恒星运行的行星之间的引力相互作用。如果探测到至少一颗行星的凌日,则至少在原则上可以使用其凌日时间的精确测量来探测和表征系统中的其他非凌日行星。开普勒-46是这种方法在实践中被证明有效的第一个案例。随后进行其他检测和表征(例如,Kepler-88)。TTV方法在解决从凌日观测到的行星系的不完整性问题中起着重要作用。
2019-05-10 astro-ph.EP
Extrasolar Binary Planets II: Detectability by Transit Observations
基于落合、长泽和伊达的N体模拟结果(论文I),我们讨论了太阳系外行星系中引力束缚的气体巨行星对(我们称之为“双星”)的可探测性,这些行星系是通过轨道不稳定性和行星-行星动力学潮汐在它们的近距离相遇过程中形成的。论文Ⅰ表明,对于三个轨道不稳定的巨行星系统,双星的形成概率为$\sim 10\%$,并且经过捕获后的长期潮汐演化,典型的双星间距为行星物理半径之和的3- 5倍。当双星的星心半长轴大于0.3AU时,双星在太阳型恒星的主序星寿命中是稳定的。我们发现,检测调制的过境光变曲线是最有前途的观测方法来检测双行星。由于可能的双星间距与恒星直径相当,因此凌日光变曲线的形状因凌日而异,这取决于双星轨道的相位。双行星凌日的持续时间和深度通常比单行星凌日更长更深。我们指出,双行星可能存在于已知的膨胀气体巨行星或轨道半径> 0.3 AU的被归类为假阳性检测的物体中,提出了CoRoT候选者SRc 01 E2 1066的双行星解释,并表明双行星可能存在于开普勒质量数据中,并可以使用开普勒质量数据检测到。
2015-04-23 astro-ph.EP
The TESS-Keck Survey. VI. Two Eccentric sub-Neptunes Orbiting HIP-97166
我们报告了HIP-97166 b(TOI-1255 b)的发现,这是一个在距离地球68 pc的K 0矮星周围运行10.3天的次海王星。这颗行星是在TESS感兴趣天体系统搜索偏心轨道行星时发现的,其依据是观测到的凌日持续时间与圆形轨道的预期持续时间之间的不匹配。我们通过地面径向速度测量证实了HIP-97166 b的行星性质,并通过测光测量了$M_{b} =$ 20 $\pm$ 2 $M_\bigoplus$的质量和$R_{b} =$ 2.7 $\pm$ 0.1 $R_\bigoplus$的半径。我们在16.8天的轨道上发现了一个额外的非过境行星伴星$M_{c}$ sin $i =$ 10 $\pm$ 2 $M_\bigoplus$。虽然内行星的短暂过境时间最初表明离心率很高,但一项联合的RV测光分析显示,撞击参数$b = 0.84 \pm 0.03$很高,离心率适中。在系统在$>$ 10 $^5$轨道上保持稳定的条件下对动力学进行建模,得到偏心率约束$e_b = 0.16 \pm 0.03$和$e_c < 0.25$。我们发现行星b的偏心率高于平均水平,因为海王星下的人口很少,偏心率测量得很好。我们探索了这个系统的可能形成途径,提出了早期的不稳定性和合并事件,以解释$5.3 \pm 0.9$ g/cc的内行星的高密度,以及它的中等偏心率和接近5:3的平均运动共振。
2021-10-11 astro-ph.EP
A Search for Lost Planets in the Kepler Multi-planet Systems and the Discovery of the Long-period, Neptune-sized Exoplanet Kepler-150 f
在开普勒任务发现的4700颗已确认的行星和行星候选者中,绝大多数是由开普勒管道首次发现的。在管道中,在发现过境信号后,与这些过境相关的所有数据点都会被删除,从而创建一个充满漏洞的“瑞士奶酪”般的光曲线,然后用于后续的过境搜索。这些黑洞可能会使另一颗行星无法探测(或“丢失”)。我们研究了114颗恒星的样本,其中有$3+$确认的行星,以评估这种“瑞士奶酪”的影响。模拟确定了凌日行星由于凌日遮蔽而丢失的概率很低,但不可忽略,在$P=400-500$天的周期范围内丢失的$\sim3.3\%$达到平台。然后,我们对所有行星凌日进行建模,并减去每个恒星的凌日信号,恢复凌日数据点,并使用开普勒管道搜索凌日减去的(即,transit-cleaned)光变曲线。然而,管道没有发现任何可信的新过境信号。这证明了开普勒管道选择使用传输掩蔽而不是传输相减的有效性和鲁棒性。然而,对所有凌日减去数据的后续视觉搜索,这使得更容易视觉识别新的凌日,揭示了一个新的海王星大小的系外行星(开普勒-150 f)的存在和一个可能的假阳性(开普勒-208)的潜在单一凌日。开普勒-150 f($P=637.2$天,$R_{\rm{P}}=3.64^{+0.52}_{-0.39}$ R $_{\oplus}$)的确认与$>99.998\%$的信心,使用行星多重性参数,假阳性概率分析和过境持续时间分析的组合。
2017-03-27 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
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
A Gas Giant Circumbinary Planet Transiting the F Star Primary of the Eclipsing Binary Star KIC 4862625 and the Independent Discovery and Characterization of the two transiting planets in the Kepler-47 System
我们报告发现了一颗凌日的气态巨环双星行星,它围绕食双星KIC 4862625运行,并描述了我们独立发现的两颗绕开普勒47运行的凌日行星(Orosz et al. 2012)。我们描述了一个简单的和半自动化的程序,用于识别个人过境的光变曲线,并提出我们的后续测量的两个circumbinary系统。在KIC 4862625系统中,这颗半径为0.52+/-0.018 RJup的行星每138天公转一次,并遮蔽了1.47+/-0.08 MSun,1.7 +/-0.06 RSun的F8 IV主星,产生了与食双星配置相当的非周期凌日。我们的最佳拟合模型表明轨道的半长轴为0.64 AU,并且稍微偏心,e=0.1。对于Kepler-47系统,我们确认了Orosz et al.(2012)的结果。KIC 4862625 A的径向速度调制是通过光谱和光度测量的,即通过多普勒增强,并产生类似的结果。
2013-04-19 astro-ph.EP
Constraining the volatile fraction of planets from transit observations
太阳系外行星中挥发物丰度的测定是非常重要的,因为它可以为原行星盘中的输运和行星的形成位置提供约束。然而,从凌日测量中限制低质量行星的内部结构是一个退化的问题。使用行星结构和演化模型,我们展示了如何观测凌日行星可以用来限制其内部组成,特别是在行星内部的挥发物的量,从而气体的量(本文定义为只有H和He),行星港口。我们表明,低质量的气体贫乏的行星,位于靠近他们的中心恒星,假设蒸发已有效地消除了整个气体包层,它是可能的,以限制近距离过境行星的挥发性部分。我们说明了这种方法的例子55 Cnc e,并表明,在不存在气体的假设下,测得的质量和半径意味着至少20%的挥发分在内部。对于行星在更大的距离,我们表明,在不同的进化年龄过境行星的观察可以用来设置统计约束的挥发性成分的行星。这些结果可以用于未来的任务,如PLATO,以更好地了解行星的内部组成。
2016-05-17 astro-ph.EP
Multiple Transits during a Single Conjunction: Identifying Transiting Circumbinary Planetary Candidates from TESS
我们目前的一项研究结果,确定环双星行星候选人,在一个与食双星系统结合产生多个过境。这些凌日的发生使我们能够估计候选者的轨道周期,这是至关重要的,因为目前已知的凌日环联行星的周期明显长于TESS的典型观测基线。结合推导出的半径,它还提供了后续观测所需的有价值的信息,并随后确认了大量来自TESS的环双星行星候选者。出于对1108天的circumbinary行星开普勒-1647的发现,我们展示了这种技术的应用开普勒的circumbinary行星,产生这样的过境。我们的研究结果表明,在环联星行星处于低偏心率轨道的系统中,估计的行星轨道周期在真实值的10-20%以内。这一估计来自于不到5%的行星周期的测光观测,证明了该技术的强大能力。利用美国宇航局TESS任务监测的当前和未来的食双星,我们估计在TESS数据中将检测到数百颗在一次会合期间产生多次凌日的环双星候选行星。如此大的样本将使我们能够从统计学上了解围绕双星运行的行星的数量,并为它们的形成和演化提供新的线索。
2020-08-06 astro-ph.EP
Lack of Transit Timing Variations of OGLE-TR-111b: A re-analysis with six new epochs
我们提出了六个新的过境的系外行星OGLE-TR-111 b观察与麦哲伦望远镜在智利之间的2008年4月和2009年3月。我们结合这些新的过境与五个以前公布的过境时代,这个星球在2005年和2006年之间,扩展分析过境时间变化报告这个系统。我们得到了一个新的行星半径值1.019 +/- 0.026 R_J,这是之前报道的半径1.067 +/- 0.054 R_J(Winn et al. 2007)和0.922 +/- 0.057 R_J(Diaz et al. 2008)的中间值。我们还研究了Diaz等人(2008)的过境时间变化和持续时间变化。我们对所有11个过境时期的分析没有发现任何偏离大于2 σ的点,大多数点都在1 σ以内。虽然凌日持续时间名义上在数据的四年跨度内减少,但测光中的系统误差可以解释这一结果。因此,没有令人信服的证据表明该系统存在时间或持续时间变化。数值积分给出了OGLE-TR-111 b与第二颗行星2:1平均运动共振的质量上限约为1 M_E。
2010-03-01 astro-ph.EP
A Tentative Detection of a Starspot During Consecutive Transits of an Extrasolar Planet from the Ground: No Evidence of a Double Transiting Planet System Around TrES-1
在行星TrES-1b的凌日过程中,有许多异常现象的报告。最近,Rabus和同事对HST观测结果的分析使他们声称,凌日期间的增亮异常可能是由第二颗凌日行星或冷恒星黑子引起的。2008年5月12日和5月15日,亚利桑那大学的61英寸柯伊伯望远镜观测了两次连续的凌日。在5月12日凌日的前半段和5月15日凌日的后半段,探测到了5.4 +/- 1.7 mmag(0.54 +/- 0.17%)的增亮异常。我们的结论是,这是一个尝试性的检测r大于或等于6地球半径的恒星表面上旋转的星点。我们认为,迄今为止的所有证据都表明TrES-1有一个斑点状的表面,没有必要在这个系统中引入第二颗凌日行星来解释这些异常现象。我们只能将恒星的自转周期限制在40.2 + 22.9 - 14.6天,这是由于之前测量恒星自转轴与行星轨道轴对齐时的误差。这与先前观察到的P_obs = 33.2 + 22.3 - 14.3天周期一致。我们注意到,这种技术可以应用于其他过境系统的恒星上存在的恒星在行星的过境路径,以限制恒星的旋转速率。(节略)
2009-06-23 astro-ph.EP
Planet Occurrence: Doppler and Transit Surveys
在20世纪90年代之前,关于其他恒星周围存在行星的推测仅仅基于行星形成理论,对星周盘的观测,以及至少一颗看似普通的恒星设法制造了各种不同行星的知识。从那时起,多普勒和凌日观测揭示了其他类太阳恒星周围的行星数量,特别是那些轨道周期短于几年的恒星。在过去的十年中,这些调查已经上升到新的高度,多普勒摄谱仪能够达到1米/秒的精度,空间望远镜能够探测地球大小的行星的凌日。这篇文章是一个简短的介绍性审查知识的行星发生,已获得从这些调查。
2018-03-01 astro-ph.EP
On the Detection of Non-Transiting Hot Jupiters in Multiple-Planet Systems
本文概述了一种在含有一颗或多颗长周期凌日行星的行星系中探测非凌日短周期巨行星的测光方法。在一个前瞻性的系统的类型,我们认为,一个热木星的内部轨道上倾斜的视线信号的存在,通过近似正弦全相位光度变化的恒星光变曲线,与天体测量引起的过境时间变化的外部过境行星。包含热木星和低质量外行星或倾斜轨道行星的系统是热木星原位吸积的预测标志,因此它们的存在可以用来测试行星形成理论。我们概述了使用光度数据从典型的\textit{Kepler}感兴趣的对象(KOIs)检测非过境热彗星的前景。作为该技术的演示,我们执行一个简短的评估\textit{Kepler}候选人,并确定一个潜在的非过境热木星在KOI-1822系统。候选的非凌日热彗星可以很容易地用少量的多普勒速度观测来确认,即使是对于具有$V\gtrsim14$的恒星。
2016-05-17 astro-ph.EP
The Transit Light Curve Project. XI. Submillimagnitude Photometry of Two Transits of the Bloated Planet WASP-4b
本文给出了WASP-4 b两次凌日的测光结果,测光精度为百万分之400-800,时间采样为25-40秒。两个中间渡越时间被确定为在6秒内。与先前公布的时间一起,这些数据与恒定的轨道周期一致,没有令人信服的证据表明卫星或其他行星会产生周期变化。结合恒星演化模型,对新测光的分析给出了行星的质量和半径为1.237 +/- 0.064 M_jup和1.365 +/- 0.021 R_jup。这颗行星比先前公布的太阳系巨行星模型所预测的要大15%。有了这里提供的高质量数据,就有可能探测到半径为1.75 R地球的“超级地球”凌日。
2009-01-27 astro-ph.EP
Outer Architecture of Kepler-11: Constraints from Coplanarity
开普勒的多个凌日行星的紧凑系统的外部结构仍然缺乏约束,并且这些系统中很少有任何大质量外行星的轨道距离下限。我们推断一个假设的木星质量的行星轨道外部的六个凌日行星在开普勒-11的最小轨道距离和倾角的上限。我们的约束条件来自动力学模型以及开普勒任务提供的观测。首先,在最外层的凌日行星开普勒-11 g中没有凌日时间变化(TTV),这意味着该系统在距离恒星2 AU的范围内不包含木星质量扰动。其次,我们测试在什么样的初始条件下,一个木星质量的行星适度倾斜的过境行星将使他们的共同过境配置不太可能。凌日行星是长期耦合的,并且在长时间尺度上表现出小的相互倾斜,尽管最外面的凌日行星开普勒-11 g与内部五颗行星的耦合很弱。我们排除了在3.0天文单位内有一颗木星质量的行星,倾角为3度,以及更大的倾角到更远的轨道距离,除非在开普勒-11 f和开普勒-11 g之间的动力学间隙中存在一颗未被发现的行星。我们的限制取决于我们是否假设开普勒-11的六颗凌日行星最初是完全共面的,或者是否根据凌日行星的测量碰撞参量采用凌日行星之间的最小初始相互倾角。
2017-03-26 astro-ph.EP