Planet-planet scattering events can leave an observable trace of a planet's migration history in the form of orbital misalignment with respect to the the stellar spin axis, which is measurable from spectroscopic timeseries taken during transit. We present high-resolution spectroscopic transits observed with ESPRESSO of the close-in super-Earth $π$ Men c. The system also contains an outer giant planet on a wide, eccentric orbit, recently found to be inclined with respect to the inner planetary orbit. These characteristics are reminiscent of past dynamical interactions. We successfully retrieve the planet-occulted light during transit and find evidence that the orbit of $π$ Men c is moderately misaligned with the stellar spin axis with $λ= -24.0^\circ \pm 4.1^\circ$ ($ψ= 26.9^{\circ +5.8^\circ}_{\,-4.7^\circ}$). This is consistent with the super-Earth $π$ Men c having followed a high-eccentricity migration followed by tidal circularisation, and hints that super-Earths can form at large distances from their star. We also detect clear signatures of solar-like oscillations within our ESPRESSO radial velocity timeseries, where we reach a radial velocity precision of ${\sim}20$ cm/s. We model the oscillations using Gaussian processes and retrieve a frequency of maximum oscillation, $ν_\text{max} = 2771^{+65}_{-60}$ $μ$Hz. These oscillations makes it challenging to detect the Rossiter-McLaughlin effect using traditional methods. We are, however, successful using the reloaded Rossiter-McLaughlin approach. Finally, in an appendix we also present updated physical parameters and ephemerides for $π$ Men c from a Gaussian process transit analysis of the full TESS Cycle 1 data.
The Impact of Stellar Clustering on the Observed Multiplicity of Super-Earth systems: Outside-in Cascade of Orbital Misalignments Initiated by Stellar Flybys
A Heavy Molecular Weight Atmosphere for the Super-Earth π Men c
强烈辐射的系外行星形成了扩展的大气层,可以用来探测更深的行星层。这种联系在小型系外行星的研究中特别有用,因为它们的大气层很难直接表征。在这里,我们报告的3.4σ检测的C II离子在一个单一的过境的超级地球π Men c在其太阳类主恒星的前面。凌日深度和多普勒速度与充满行星洛希瓣的离子一致,并优先远离恒星,这表明它们正在逃离行星。我们认为,π Men c拥有丰富的重挥发物($>=$ 50{\%}的大气质量),但不一定是富碳的厚大气。我们的推理依赖于累积的证据,从报告的C II检测,H I原子在过去的过境,建模的行星的内部,并假设大气,幸存下来的最活跃的阶段,其太阳类主恒星,将生存另一个0.2-2 Gyr。根据目前的大气质量,π Men c仍然可能转变为裸露的岩石核心。我们的发现证实了小型系外行星的假设成分多样性,并代表了通过调查其扩展大气层来了解行星形成和演化路径的里程碑。
Tidal obliquity evolution of potentially habitable planets
恒星日射量一直被用作行星适居性的主要限制。然而,随着在低质量恒星(LMS)周围发现更多类似地球的行星,重新审视潮汐对系外行星可居住性的作用已经开始。这些研究尚未考虑行星的旋转轴与轨道平面法线之间的错位,即行星的平行度。我们应用两种平衡潮汐理论计算了在大尺度星系周围的宜居带中运行的类地行星的质量演化。的倾斜侵蚀时间,从类地倾斜度23.5度到5度的倾斜度下降的时间,相比传统的日照宜居带(IHZ)作为半长轴,偏心率和恒星质量的函数。本文还计算了由潮汐引起的潮汐加热和平衡旋转。以超级地球G1581 d和候选行星G1581 g为例,研究了潮汐过程。在IHZ中,类地行星在小于0.25太阳质量(M_sun)的恒星中的倾斜侵蚀在<0.1 Gyr. Only terrestrial planets orbiting stars with masses >0.9 M_sun中发生,在整个IHZ中倾斜侵蚀次数大于1 Gyr。质量为0.3的类地行星<0.25 M_sun undergo significant tidal heating due to obliquity tides. The predictions of the two tidal models diverge significantly for e>。在我们的二体模拟中,Gl 581 d的自旋度被侵蚀到0,并且它的旋转周期在<0.…
Astrometric and Photometric Investigations of 2009 WZ104 Near Earth Asteroid
2009年11月25日,美国亚利桑那州莱蒙山天文台的68厘米施密特卡特琳娜巡天望远镜发现了WZ 104小行星。新物体的观测结果得到了Schiaparelli天文台(意大利)60厘米反射镜和Alter Saltzberg天文台(奥地利维也纳)35厘米施密特-卡塞格伦望远镜的证实。这颗小行星被认为是潜在的危险近地小行星。最小轨道相交距离为0.0304 a.e.。自2009年底以来,普尔科沃天文台(俄罗斯)的MTM-500 M 50厘米弯月望远镜和ZA-320 M 32厘米镜面天体照相机继续对2009 WZ 104小行星进行观测。这些观测是在近地天体调查方案的框架内进行的。为调查确定了以下任务:获得天体测量和测光(BVRI波段)系列观测,根据观测数据改进小行星轨道,确定其分类类别和绝对星等,调查其旋转动力学,估计其物理参数。这颗小行星属于小行星群中的Aten。
Is pi Men c's atmosphere hydrogen-dominated? Insights from a non-detecton of Hy Ly-alpha absorption
限制超级地球到次海王星大小的行星的组成是理解行星形成和演化过程的优先事项。pi Men c代表了此类行星大气和成分特征的独特目标,因为它受到强烈照射,并且其体积密度与丰富的H2O一致。我们用哈勃太空望远镜的STIS仪器通过H i Ly-alpha透射光谱在pi Men c的高层大气中寻找来自光解H2/H2O的氢,但没有探测到它。我们设定1(3)个上限,有效行星与恒星的大小比RLy-alpha/Rearth=0.13(0.24)和0.12(0.20)。我们重建了恒星光谱,并估计Men c接收到约1350 erg cm-2 s-1的5-912-Angstroms能量,足以引起快速的大气逃逸。一个有趣的解释是,Men c的大气层主要是H2O或其他重分子,而不是H2/He。根据我们的模型,丰富的氧气导致更少的大气层,从中性过渡到离行星更近的电离氢。我们将我们的未探测与其他探测尝试进行了比较,并初步确定了两种行为:密度<2 g cm-3的行星(可能是氢主导的大气)导致H i Ly-alpha吸收,而密度>3 g cm-3的行星(可能是非氢主导的大气)不会导致可测量的吸收。研究一个强辐射的亚海王星样本可能会提供一些统计学上的确认,如果它表明它们通常不会形成扩展的大气层。
Orbital Architectures of Planet-Hosting Binaries: I. Forming Five Small Planets in the Truncated Disk of Kepler-444A
我们目前的第一个结果,从我们的凯克计划调查的轨道结构的行星托管多恒星系统。开普勒-444是一个贫金属的三星系统,拥有五颗次地球大小的行星围绕主星(开普勒-444A)运行,以及一对空间未解析的M矮星(开普勒-444BC),投影距离为1.8”(66 AU)。我们结合我们的凯克/NIRC 2自适应光学天体测量与多历元凯克/HIRES RV的所有三颗恒星,以确定一个精确的轨道周围的BC对,鉴于其经验约束的质量。我们测量最小的天体测量运动($1.0\pm0.6$ mas yr $^{-1}$,或$0.17\pm0.10$ km s $^{-1}$),但我们的RV揭示了显着的轨道速度($1.7\pm0.2$ km s $^{-1}$)和加速度($7.8\pm0.5$ m s $^{-1}$ yr $^{-1}$)。我们确定了一个高偏心恒星轨道($e=0.864\pm0.023$),使紧M矮星对内的行星系统的$5.0^{+0.9}_{-1.0}$ AU。我们验证了该系统是动态稳定的,在其目前的配置,通过n体模拟。我们发现A $-$ BC轨道和行星轨道很可能是对齐的(98%),因为它们都有边缘上的轨道和不对齐引起行星的进动。我们的结论是,在行星形成的时期,恒星可能在它们目前的轨道上,在$\approx$ 2 AU处截断了原行星盘。这个被截断的圆盘可能已经严重耗尽了固体物质,从而形成了总的$\app…
GCM Simulations of Unstable Climates in the Habitable Zone
最近有人提出,在宜居带外部区域的类地行星经历了不稳定的气候,在冰川和冰川消退的气候状态之间反复循环(Menou 2015)。虽然这一结果已经得到证实,并扩展到解释早期火星气候记录(Haqq-Misra et al. 2016; Batalha et al. 2016),但所有现有的工作都依赖于高度理想化的低维气候模型。在这里,我们确认,气候周期的现象仍然在三维地球气候模型具有相当多的自由度。为了规避Gyr时间尺度上集成气候的计算障碍,我们设计了一个混合的0 D-3D积分器,它使用一个大气环流模型(GCM)作为一个短的松弛步骤,沿着一个长的进化气候序列。我们发现,GCM气候循环是定性一致的低维结果。这就为我们建立了一个更坚实的基础,即外层宜居带行星可能更容易在短暂的冰川状态下被发现。