Architectures of Exoplanetary Systems. IV: A Multi-planet Model for Reproducing the Radius Valley and Intra-system Size Similarity of Planets around Kepler's FGK Dwarfs
NASA Ames Research Center(美国国家航空航天局艾姆斯研究中心);Penn State University(宾夕法尼亚州立大学)
本文提出一种混合多行星模型,通过原始质量分布的集群解释行星系统内大小相似性,并再现开普勒FGK矮星周围行星的半径峡谷和半径悬崖。
2026-01-20 astro-ph.EP
Exoplanet Atmospheric Refraction Effects in the Kepler Sample
本文利用开普勒光变曲线分箱技术探测系外行星大气折射效应,发现周期-半径谷上方的行星存在折射证据,但光学薄H/He大气并不常见,可能因云霾衰减所致。
2025-07-02 astro-ph.EP
The California-Kepler Survey. VI: Kepler Multis and Singles Have Similar Planet and Stellar Properties Indicating a Common Origin
加州-开普勒巡天(CKS)的星表包含了\Kepler \行星候选者的精确恒星和行星性质,包括有多颗凌日行星的系统(“多”)和只有一颗凌日行星的系统(“单”,尽管可能存在其他行星)。我们比较了完整CKS-Gaia目录中同质子集中多星和单星的恒星和行星特性。我们发现亚海王星大小的单星系和多星系在恒星性质或行星半径上没有区别。具体而言:(1.)开普勒次海王星大小的单星系和多星系的恒星性质$M_\star$、[Fe/H]和$v\mathrm{sin}i$的分布在统计上是不可区分的。(2.)亚海王星大小的单体和多单体的半径分布与$P > 3$天是不可区分的,都有一个山谷在$\sim1.8~R_\oplus$。然而,探测到的短周期($P < 3$天)、亚海王星大小的单星系明显多于多星系。主星性质、行星半径和单行星和多行星半径谷的相似性表明它们有共同的起源。类似的半径谷,这可能是雕刻的光蒸发从主恒星在第一个100万年,表明行星在单和多花了大部分的第一个100万年附近,近距离的位置。一种解释是,与单行星和多行星的相似基本性质相一致的是,许多单行星是经历行星-行星散射的多行星系统的成员。
2018-10-09 astro-ph.EP
Search for exoplanets around pulsating stars of A--F type in Kepler Short Cadence data and the case of KIC 8197761
我们通过检查$\textit{Kepler}$数据中隐藏在内在变化中的类似凌日的事件来搜索脉动恒星周围的太阳系外行星。在通过正弦拟合去除脉动信号后,目视检查6000 K $< T_{\rm eff} <$ 8500 K靶的所有短节奏观察结果是否存在类似过境事件。在KIC 5613330和KIC 8197761中检测到明显的过境样事件。KIC 5613330是一颗已确认的系外行星(开普勒-635b),这里确定的凌日周期与文献值一致。KIC 8197761是一颗剑鱼座$γ$-盾牌座$δ$星,其日食/凌日周期为9.8686667(27)d,持续时间为8.37 h,并导致亮度下降$\frac{ΔF}{F} = 0.00629(29)$。这颗恒星的脉动光谱包含几个模式双峰和三重峰,被识别为$l = 1$,平均间距为0.001659(15)c/d,意味着内部旋转周期为$301\pm3$ d。试图从脉动中计算光旅行时间效应(LTTE)的大小来限制伴星的质量,结果没有定论。因此,从脉动的LTTE发现$γ$剑鱼座恒星周围的行星是不现实的。对KIC 8197761的光谱监测显示,正弦径向速度变化的半振幅为$19.75 \pm 0.32$ km/s,而单个光谱呈现与$v \sin i = 9\pm1$ km/s一致的旋转增宽。这表明恒星表面的旋转与轨道同步,而恒星核心的旋转速度要慢30倍。结合观测到的径…
2017-02-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Exoplanet Radius Valley from Gas-driven Planet Migration and Breaking of Resonant Chains
外行星半径在1到4 $R_{\oplus}$之间的大小频率分布是双峰的,峰值在$\sim$ 1.4 $R_{\oplus}$和$\sim$ 2.4 $R_{\oplus}$,谷在$\sim$ 1.8 $R_{\oplus}$。这个半径谷将两类行星分开-通常被称为“超级地球”和“迷你海王星”-它的起源仍然存在争议。一个模型提出,超级地球是光蒸发或核心动力质量损失剥离迷你海王星原始大气的结果。一个对比模型将半径谷解释为主体成分的二分法,其中超级地球是岩石行星,而迷你海王星是富含水冰的世界。在这项工作中,我们测试的迁移模型是否是一致的半径谷,以及如何区分这些意见。在迁移模型中,行星向盘的内边缘迁移,形成了一系列锁定在共振配置中的行星。在气体盘分散之后,轨道不稳定性“打破了链条”,促进了后期的碰撞。这个模型与开普勒行星的周期比和行星多重性分布大致相符,并解释了TRAPPIST-1、开普勒-223和TOI-178等共振链。在这里,通过结合行星形成模拟的结果与组成的质量-半径关系,并假设在后期的巨型撞击中原始富氢大气完全丧失,我们表明,迁移模型解释了系外行星半径谷和开普勒行星的系统内均匀性(“豌豆荚”)。我们的研究结果表明,尺寸为$\sim$ 1.4 $R_{\oplus}$的行星大多是岩石,而尺寸为$\sim$ 2.4 $R_{\oplus}$的行星大多是水冰丰富的世界。我们的研究结果并不支…
2022-10-11 astro-ph.EP
Evolution of the radius valley around low mass stars from $Kepler$ and $K2$
我们目前的小的近距离行星的低质量矮星周围使用已知的行星种群的$Kepler$和$K2$任务的发生率的计算。应用完整性修正清楚地揭示了半径谷的最大后验发生率作为轨道分离和行星半径的函数。我们测量的斜率的山谷是$r_{p,\text{valley}} \propto F^{-0.060\pm 0.025}$承担相反的迹象,从周围的测量类太阳恒星,从而表明,热驱动的大气质量损失可能不会占主导地位的低恒星质量制度的行星的演变,或者说,我们正在目睹一个单独的通道的行星形成的出现。后一种观点得到了岩石行星和非岩石行星的相对出现率的支持,从中K矮星周围的$0.5\pm 0.1$增加到中M矮星周围的$8.5\pm 4.6$。此外,在$1.54\pm 0.16$ R $_{\oplus}$的半径谷的中心被证明转移到较小的尺寸与光蒸发,核心供电的质量损失,和气体贫乏的形成的物理模型协议,随着恒星质量的减少。虽然目前的测量不足以确定半径谷的主要形成路径,但可以通过$TESS$与$\mathcal{O}(85,000)$中晚期M矮星以2分钟的节奏进行观察来获得这样的推论。本文中提出的测量还精确地指定了行星轨道周期和半径的子集,这些轨道周期和半径应该在径向速度测量中针对,以解决低质量恒星周围的岩石到非岩石过渡。
2019-12-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kepler Object of Interest Network II. Photodynamical modelling of Kepler-9 over 8 years of transit observations
开普勒兴趣对象网络(KOINet)是一个全球多站点望远镜网络,旨在跟踪具有较大凌日时间变化(TTV)的凌日行星候选KOI。它的主要目标是完成它们的TTV曲线,因为开普勒望远镜不再观察原始的开普勒场。结合开普勒和新的地面过境数据,我们改进了这些系统的建模。为此,我们已经开发了一个光动力学模型,并以开普勒-9系统为例展示了它的性能。我们的综合分析结合了观测时间跨度内系统动态的数值积分以及过境光变曲线模型。该模型与马尔可夫链蒙特卡罗算法相结合,允许探索模型参数空间。应用于开普勒-9长节奏数据,短节奏数据和KOINet在2014年至2017年期间收集的13个新的过境观测,我们的建模为下一次过境和系统参数提供了良好的约束预测。我们已经测定了行星开普勒-9b和9 c的密度,其精确值分别为rho_b = 0.439 +/-0.023 g/cm 3和rho_c = 0.322 +/-0.017 g/cm 3。我们的分析表明,开普勒-9c将在大约30年内停止凌日。这是由于开普勒-9b和9 c之间的强动力学相互作用,接近2:1共振,导致倾斜度的周期性变化。在接下来的30年里,开普勒-9c(-9b)的倾角将缓慢减小(增加)。这应该可以用几年时间内过境时间的大幅减少(增加)来衡量。与这一预测相矛盾的观测可能表明存在其他物体。如果这一预测被证明是正确的,那么这种行为就为扫描恒星的不同纬度提供了一个独特的机会…
2018-06-29 astro-ph.EP
Planets Across Space and Time (PAST). III. Morphology of the Planetary Radius Valley as a Function of Stellar Age and Metallicity in the Galactic Context Revealed by the LAMOST-Gaia-Kepler Sample
半径谷是系外行星半径分布中的一个倾角,约为地球半径的1.9倍,将致密的岩石超级地球和密度较低的次海王星分开。人们提出了各种假说来解释半径谷。研究半径谷形态及其与恒星性质的相关性,将为解释其起源机制提供重要的观测约束,并加深对行星形成和演化的理解。在本文中,行星跨越时空(PAST)系列的第三部分,使用LAMOST-Gaia-Kepler目录,我们对银河系背景下半径谷形态的变化进行了系统的研究,即,薄/厚星系盘、恒星年龄和金属丰度([Fe/H]和[alpha/Fe])。结果表明:(1)随着年龄和[Fe/H]的增加,谷值变得更加明显。(2)超级地球与次海王星的数量比随年龄单调增加,但随[Fe/H]和[alpha/Fe]而减少。(3)山谷上方行星的平均半径(2.1 - 6地球半径)随着年龄的增加而减小,但随着[Fe/H]的增加而增加。(4)相比之下,山谷以下行星的平均半径(R <1.7地球半径)与年龄和金属丰度基本无关。我们的研究结果表明,山谷形态以及整个行星半径分布在一个长的时间尺度上的千兆年,和金属丰度(不仅是铁,而且其他金属元素,如,Mg,Si,Ca,Ti)在行星形成和长期行星演化中起着重要作用。
2022-04-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Evidence that Core-Powered Mass-Loss Dominates Over Photoevaporation in Shaping the Kepler Radius Valley
$Kepler$任务发现的一个关键人口特征是缺乏大小在1.8 $\mathrm{R_\oplus}$左右的行星。两种理论已经成为这个山谷的潜在解释:光蒸发和核心动力质量损失。然而,Rogers等人(2021)表明,使用行星半径,入射通量和恒星质量的三维参数空间来区分这两种理论是可能的。我们使用严格推导的恒星和行星参数来测量这个三维空间中的$Kepler$系外行星半径间隙。我们计算了在恒定恒星质量下作为入射通量的函数的能隙的斜率($α$ $\equiv$ $\left(\partial \log R_{\mathrm{gap}} / \partial \log S \right)_{M_\star}$)和作为恒定入射通量下作为恒星质量的函数的能隙的斜率($β$ $\equiv$ $\left(\partial \log R_{\mathrm{gap}} / \partial \log M_\star \right)_{S}$),发现$α$ = 0.069 $^{+0.019}_{-0.023}$和PDMATHAMR = $-$ 0.046 $^{+0.125}_{-0.117}$。考虑到Rogers等人(2021)表明,核心动力质量损失预测$α$ $\approx$ 0.08和$β$ $\approx$ 0.00,而光蒸发预测$α$ $\approx$ 0.12和$β$ $\appr…
2023-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraints on Stellar Flare Energy Ratios in the NUV and Optical From a Multiwavelength Study of GALEX and Kepler Flare Stars
我们提出了一个多波长的恒星耀斑的研究主要是G型恒星使用重叠的时域调查在近紫外(NUV)和光学制度。NUV(GALEX)和光学(Kepler)波长域对于理解恒星耀斑的能量分馏和约束行星大气上的相关入射辐射是重要的。我们跟踪Brasseur等人2019年提出的NUV耀斑探测,使用重合的开普勒长(1557个耀斑)和短(2个耀斑)节奏光曲线。我们没有发现在这些时候的光学耀斑的证据,并把两个波段之间的耀斑能量比的限制。我们发现,能量比与GALEX带能量相关,并且在Kepler带耀斑能量上限与NUV耀斑能量之比的范围内扩展了大约三个数量级。这两个耀斑的开普勒短节奏数据表明,真正的开普勒带能量可能远低于长节奏的上限。出现了类似的趋势,为散装耀斑能量特性的非同时观察到的耀斑在同一颗恒星。我们提供了更新的模型来描述耀斑光谱能量分布从NUV通过光学包括连续谱和发射线,以改善后的黑体模型。观测到的能量比的范围比这些模型所包含的要大得多,这表明新的物理学正在发挥作用。这些结果要求更好地理解NUV耀斑物理学,并提供了一个关于仅使用光学耀斑测量来推断近距离行星的紫外线照射的警示故事。
2022-12-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetary evolution with atmospheric photoevaporation II: Fitting the slope of the radius valley by combining boil-off and XUV-driven escape
本研究对比XUV驱动能量限制逃逸模型与含沸腾蒸发的流体动力学模型,结合行星内部结构模型追踪演化,发现后者得到的半径谷斜率与开普勒观测高度吻合,证实考虑沸腾蒸发和真实冷却机制的逃逸模型可解释半径谷这一关键观测约束。
2023-07-05 astro-ph.EP
The Nature of the Radius Valley: Hints from Formation and Evolution Models
开普勒大小分布中半径谷的存在是理解半径在地球和海王星之间的系外行星的起源和组成的最重要的观测限制之一。这项工作的目标是提供洞察半径谷的存在,首先,一个纯粹的形成的观点,第二,一个组合的形成演化模型。我们运行全球行星形成模拟,包括凝聚,漂移和碎裂的尘埃的演变;和粘性吸积和光蒸发的气体盘的演变。一颗行星从月球质量的胚胎中通过硅酸盐或冰卵石的吸积生长出来,这取决于它相对于水冰线的位置。我们占气体吸积和I/II型迁移。我们进行了广泛的参数研究,评估了广泛的光盘属性和胚胎的初始位置。我们占光蒸发驱动的质量损失后形成。我们发现,由于在水冰线的灰尘属性的变化,岩石核心的形式通常与$\sim$ 3 M $_{\oplus}$和$\sim$ 5 M $_{\oplus}$的最大质量,而冰核心的峰值在$\sim$ 10 $M_{\oplus}$,质量低于5 M $_{\oplus}$是稀缺的。当忽略气态包层时,岩石和冰芯自然会解释克卜勒尺寸分布的两个峰值。质量大于$\sim$ 10 M $_{\oplus}$的核心的大质量包层的存在使这些行星的半径膨胀到4 R $_{\oplus}$以上。虽然克卜勒尺寸分布的第一个峰无疑是由裸露的岩石核心组成的,但第二个峰可能存在富含水、氢氦大气稀薄的行星。一些损耗机制应该在短轨道周期有效地运作,以解释$\sim$ 10-40 M $_{\oplus}$行星的存在,这…
2020-10-06 astro-ph.EP
Granulation signatures as seen by Kepler short-cadence data. II. A hierarchical route to inferring stellar radii from granulation
Aarhus University(奥胡斯大学);University of Birmingham(伯明翰大学)
通过贝叶斯层级模型,利用颗粒化总振幅、特征频率、有效温度和表面金属丰度回归推断恒星半径,在独立样本中约73%的案例恢复参考半径在1σ内,精度约10%。
2026-05-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Testing the Titius-Bode law predictions for Kepler multi-planet systems
我们使用三年半的Kepler Long Cadence数据在56个多行星系统中搜索Bovaird & Lineweaver(2013)预测的97颗行星,基于一般的Titius-Bode关系。我们的搜索在大多数系统中产生空结果。我们在预测的周期内探测到五颗行星候选者。我们还发现了一个额外的过境信号超出了这些系统中的预测。我们讨论的可能性,其余的预测行星没有检测到开普勒数据,由于其非共面性或小尺寸。我们发现探测率超出了期望探测数的下限,这表明TB关系在一般太阳系外行星系中的预测能力是值得怀疑的。我们对系统相邻周期比分布的分析表明,一般的提丢斯-波德关系可能过度预测了3:2共振附近行星对的存在。
2014-05-09 astro-ph.EP
Analysis and interpretation of 15 quarters of Kepler data of the disintegrating planet KIC 12557548 b
开普勒天体KIC 12557548显示了不规则的食行为,其周期为15.685小时,但过境深度变化很大。在本文中,我们拟合个别日食,除了拟合分箱光变曲线,以了解更多关于日食深度变化的过程。此外,我们提出了观测的限制,这个行星-恒星系统的任何模型都必须匹配。我们发现了两个静止的法术~30轨道周期,每个过境深度<0.1%,其次是相对较深的过境。此外,我们还发现了开关行为的周期,其中>0.5%的深度过境之后显然根本没有过境。除了这些孤立的事件,我们既没有发现显着的相关性,连续的过境深度,也没有过境深度和恒星强度之间的相关性。我们发现二次日食的3 σ上限为4.9*10^-5,与半径小于4600 km的候选行星一致。使用短节奏的数据,我们发现,1-D指数尘埃尾模型是不足以解释的数据。我们改进了我们的模型,一个2-D,两个组件的灰尘模型,一个不透明的核心和指数尾巴。使用这个模型,我们适合在短节奏模式下观察到的个别日食。我们发现数据的拟合度有所提高,量化了Budaj(2013)关于至少两个组成部分的必要性的早期建议。我们发现,深凌日的大部分吸收在尾部,而不是在一个盘状的,不透明的彗发,但凌日深度和总吸收表现出与尾部长度无关。
2013-11-22 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
On the Detection of Habitable Trojan Planets in the Kepler Circumbinary Systems
本文介绍了在开普勒宜居带环联行星系(开普勒-16,-47,-453,-1647,-1661)中探测可居住特洛伊行星的前景研究结果。我们整合了10,000个独立的N体系统(N= 4,6)的轨道,每个系统都有一个地球质量的天体,位于宿主HZ环双星行星的L4和L5拉格朗日点附近的随机选择的轨道上。我们发现,稳定的特洛伊行星被限制在一个狭窄的范围内的半长轴在所有五个系统和有限的小偏心率在开普勒-16,-47,和-1661。为了评估探测这些可居住的特洛伊行星的前景,我们计算了它们在其宿主天体的过境时间中引起的变化幅度。结果表明,凌日时间变化(TTV)的平均幅度与凌日行星的质量相关,范围从开普勒-16 b的70分钟到开普勒-47 c的390分钟。我们的分析表明,由这些特洛伊机构造成的环联行星的TTV落在开普勒望远镜的长节奏数据获得的定时精度的可检测范围内。后者指出开普勒数据是寻找可居住的特洛伊行星的可行来源。
2021-03-05 astro-ph.EP
Prospects for Refining Kepler TTV Masses using TESS Observations
在本文中,我们调查系统先前确定的开普勒数据中表现出过境时间变化(TTV),预测的目标是预期的改进质量和偏心率的约束,将产生从开普勒数据与未来的数据相结合的TESS任务。我们主张使用Kullback-Leibler(KL)分歧作为一种手段来量化测量约束的改善。与原始开普勒数据相比,TESS数据的信噪比较低,使得一些行星凌日无法检测到,并降低了凌日中期估计的准确性。尽管有这些困难,在55个系统中,(包含143颗行星)的调查,我们预测,收集短节奏数据的TESS将是重要的价值(即,它将改善质量不确定性,使得KL发散度> 0.1),在标称任务期间大约有6 - 14颗行星,该范围主要由从TESS数据恢复过境中间时间的不确定精度驱动。在一次延长的任务中,这将增加到大约12 - 25颗行星。
2018-10-05 astro-ph.EP
Constraining the Oblateness of Kepler Planets
我们使用开普勒短节奏光变曲线来约束开普勒样本中行星候选者的扁率。快速旋转的行星的凌日变形的形状将导致其光变曲线的入口和出口扭曲。我们报告了第一次在太阳系外探测到扁圆行星的尝试,测量了18 $M_J$质量的褐矮星开普勒39 b(KOI-423.01)的扁圆度为$0.22 \pm 0.11$。我们还提供了行星(候选者)HAT-P-7 b,KOI-686.01和KOI-197.01的扁率分别为< 0.067,< 0.251和< 0.186的限制。利用木星和土星的Q '值,我们预计HAT-P-7 b,KOI-686.01和KOI-197.01的自旋的潮汐同步,以及它们的旋转扁率特征在当前数据中无法检测到。KOI-423.01(开普勒39 b)潜在的大扁率表明,褐矮星的Q '值需要比太阳系气体巨星大两个数量级,以避免潮汐自旋。
2014-10-01 astro-ph.EP
Understanding and predicting cadence effects in the characterization of exoplanet transits
我们调查的观测节奏的影响,从过境光变曲线获得的半径比值的精度进行统一的马尔可夫链蒙特卡罗拟合的46个系外行星观测过境系外行星调查卫星(TESS)在多个节奏。我们发现,当将20秒和120秒的步频光变曲线与1800秒的步频光变曲线进行比较时,平均改善率接近50%,当将600秒的步频与1800秒的步频进行比较时,平均改善率为37%。半径精度的这种改进是重要的,例如,精确地限制半径谷的属性或表征系外行星大气。我们还实现了一个数值信息分析,以预测不同的观察节奏的参数估计的精度。我们在我们的样本上测试了这种分析,发现它可靠地预测了缩短观察节奏的效果,在大多数情况下,预测精度%的误差<0.5%。我们将这种方法应用于157个TESS感兴趣的对象,这些对象只在19世纪的节奏下观察到,以预测通过较短节奏的重新观察可以获得的精度提高,并提供完整的预期改进表。我们报告了10个行星候选者,将受益最大的重新观测在短节奏。我们实现的信息分析的精度的系外行星参数的预测,预测系外行星精度使用信息在过境分析(PEPITA)是公开的。
2023-02-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Shallower radius valley around low-mass hosts: Evidence for icy planets, collisions or high-energy radiation scatter
基于开普勒数据重新建模72颗小行星凌星,发现低质量恒星周围的半径谷更浅,并提出冰质行星、频繁碰撞或高能辐射散射三种可能解释。
2024-06-11 astro-ph.EP
Constraints on the formation history and composition of Kepler planets from their distribution of orbital period ratios
该研究利用Kepler多行星系统的轨道周期比与近一阶共振比例,并结合第三代Bern模型,约束超级地球和次海王星的成分及形成路径。
2024-06-13 astro-ph.EP
Compositional imprints in density-distance-time: a rocky composition for close-in low-mass exoplanets from the location of the valley of evaporation
我们使用一个端到端的行星形成,热力学演化和大气逃逸模型来研究蒸发的统计印记如何依赖于行星核心的大部分组成(岩石与冰)。我们发现,人口广泛的印记,如“蒸发谷”的位置在距离半径平面和相应的双峰半径分布明显不同,这取决于散装组成的核心。与观测到的山谷位置(Fulton et al. 2017)的比较表明,接近的低质量开普勒行星主要由类似地球的岩石组成。结合MMR之外的周期比,这表明低质量的开普勒行星在水冰线内形成,但仍在进行轨道迁移。失去所有原始H/He的行星的核心半径变得可见。对于在距离-半径平面上处于这个“蒸发三角形”中的行星,其成分的简并度降低了。在观察到的图中,我们发现随着半径的增加,挥发物含量越来越高的趋势(R/R_Earth<1.6岩石; 1.6-3.0冰和/或H/He; >3:H/He)。质量密度图包含了关于形成和演化的重要信息。其特征性的破碎V形揭示了从固体行星到低质量核心主导的H/He行星,最后到气体主导的巨星的转变。蒸发导致低质量行星的密度和轨道距离是反相关的,与巨星相反,在巨星中,更近的行星密度较低,可能是由于膨胀。这里报告的统计特性的时间演变将是感兴趣的PLATO 2.0任务,将观察时间方面。
2017-12-01 astro-ph.EP
Targeting Young Stars with Kepler: Planet Formation, Migration Mechanisms and the Early History of Planetary Systems
本白皮书讨论了开普勒航天器的重新定位任务,该任务的重点是通过研究年轻恒星的热木星种群来解决行星形成和演化中的突出问题。这一飞行任务可以解决热彗星迁移模式的问题,解决彗星是通过热启动(引力不稳定性)还是冷启动(核心吸积)机制形成的问题,并提供大量关于影响行星可居住性的恒星活动阶段期间行星系演化早期阶段的数据。在一年的观测中,每个视场停留三周,开普勒将使已知的热彗星数量增加一个数量级以上,随后可以进行快速观测,以寻找凌日时间变化,并对宿主恒星进行星震学表征。这一任务设想方案继续使开普勒在其设计的光度监测模式下运行,并且在场选择方面通常是灵活的,从而能够优先考虑燃料使用和姿态控制约束。
2013-09-06 astro-ph.EP
Secure TTV Mass Measurements: Ten Kepler Exoplanets between 3 and 8 Earth Masses with Diverse Densities and Incident Fluxes
我们推断动力学质量在八个多行星系统使用开普勒的完整数据集,包括短节奏的数据在可用的过境时间。在我们推断出的18个动力学质量中,有10个通过了多次鲁棒性测试。这些都是在系统中;开普勒-26(KOI-250),开普勒-29(KOI-738),开普勒-60(KOI-2086),开普勒-105(KOI-115)和开普勒-307(KOI-1576)。开普勒-105 c的密度与地球的成分一致。从其他行星上探测到了强烈的TTV信号,但它们的推断质量对异常值敏感,或者无法用独立测量的过境时间找到一致的解决方案,包括开普勒-49(KOI-248),开普勒-57(KOI-1270),开普勒-105(KOI-115)和开普勒-177(KOI-523)的行星。开普勒-177 c的质量上限很大,这意味着它的密度极低,约为0.1 g cm $^{-3}$。在大多数情况下,由于TTV反演中的简并性,个体轨道偏心率约束不佳。对于我们样本中的五个行星对,强的长期相互作用意味着在很大范围内可能的偏心率上有中等到高的拱点对齐可能性。我们还找到了已知的三颗行星在开普勒-60轨道上的拉普拉斯共振链的解决方案。然而,非振动的解决方案也符合过境定时数据。对于六个系统,我们计算出比以前已知的更精确的恒星参数,使我们有强大的质量测量行星密度有用的约束。将这些系外行星的质量半径图,我们发现一个广泛的密度范围内观察到的次海王星质量的行…
2016-03-21 astro-ph.EP
Exomoon Candidates from Transit Timing Variations: Eight Kepler systems with TTVs explainable by photometrically unseen exomoons
如果一颗凌日的系外行星有一颗卫星,那颗卫星可以直接从它自己产生的凌日中被探测到,或者间接地通过它在母行星上产生的凌日时间变化被探测到。有一个参数空间范围,开普勒太空望远镜对外卫星可能产生的TTV敏感,尽管卫星本身太小,无法通过自己的凌日进行光度检测。例如,地球的月球通过使我们的星球围绕它们共同的质量中心运动而产生2.6分钟振幅的TTV。这比开普勒的1分钟短节奏间隔要长,因此名义上是可以探测到的(如果凌日时间可以以相当的精度测量的话),尽管月球的凌日信号只有地球的7%,远低于开普勒的名义光度阈值。在这里,我们研究了几个开普勒系统,探索的假设,一个exomoon可以检测到单独的TTV,它在其宿主行星上诱导。我们比较这与另一种假设,即TTV是由一个非过境行星在系统中。我们研究了13个开普勒系统,并找到8个假设解释所观察到的TTV同样好。虽然在此基础上还没有明确的外卫星探测,但观测结果完全符合一个动力学稳定的卫星,小到足以低于开普勒的光度阈值,这些系统需要进一步的观测和分析。
2020-12-29 astro-ph.EP
Systematic Search for Rings around Kepler Planet Candidates: Constraints on Ring Size and Occurrence Rate
我们进行了系统的搜索环周围的168开普勒行星候选人具有足够的信噪比,是从所有的短节奏数据选择。我们拟合了有环和无环模型的光变曲线,并比较了拟合结果以寻找行星环的特征。首先,我们确定了29个试验性的系统,其中环状模型表现出统计上显着的改善,无环模型。这些系统的光变曲线被单独检查,但我们无法确定任何候选人,表明环的证据。反过来,我们发现了几种会产生环状信号的假阳性机制,并且零检测使我们能够对环的大小设置上限。此外,假设行星环的轴和轨道之间的潮汐对齐,我们得出结论,环大于行星半径的两倍的出现率小于15%。尽管我们的大多数目标都是短周期行星,但我们的零检测为行星环的起源,形成和演化的基本不确定的理论模型提供了统计和定量约束。
2018-03-24 astro-ph.EP
A Unified Treatment of Kepler Occurrence to Trace Planet Evolution II: The Radius Cliff Formed by Atmospheric Escape
本文研究了Kepler行星分布中的半径悬崖特征,发现其在周期与辐射空间表现不同,通过对比光蒸发和核心驱动质量损失模型,证实大气逃逸无法完全解释该特征。
2024-04-23 astro-ph.EP
Kepler Object of Interest Network III. Kepler-82f: A new non-transiting $21 M_\bigoplus$ planet from photodynamical modelling
上下文开普勒感兴趣天体网络(KOINet)是一个全球多站点望远镜网络,用于跟踪观测凌日时间变化较大的行星候选开普勒感兴趣天体(KOI)。KOINet的主要目标是完成他们的TTV曲线,因为开普勒望远镜在2013年停止观测原始开普勒场。目标。我们通过分析开普勒数据结合新的地面过境数据,使用光动力学模型,以确保调查系统的全面表征。将该方法应用于Kepler-82系统,首次对其进行了动力学分析。方法.为了提供一个连贯的描述,同时所有的观测,我们结合了数值积分的引力动力学系统的观测时间跨度与过境光变曲线模型。为了探索模型参数空间,这个光动力学模型与马尔可夫链蒙特卡罗算法相结合。结果Kepler-82 b/c系统由于其近2:1共振动力学相互作用而显示正弦TTV。开普勒-82c的TTV中的一个额外的斩波效应暗示着在3:2或3:1共振附近有一颗更远的行星。我们光动力学分析了开普勒长和短节奏数据以及KOINet在2014年至2018年期间获得的三个新的过境观测结果。我们的结果揭示了一颗非凌日的外行星,其质量为$m_f=20.9\pm1.0\;M_\bigoplus$,与最外层的已知行星开普勒82 c的共振比接近3:2。此外,我们还确定了行星b和c的密度,其精确值为$ρ_b=0.98_{-0.14}^{+0.10}\;\text{g cm}^{-3}$和$ρ_c=0.494_{-0.077}^{+0.…
2019-07-15 astro-ph.EP
Generating eccentricity from envelope stripping in the Radius Valley
University of California Los Angeles(加州大学洛杉矶分校)
该研究提出行星包层剥离可激发轨道偏心率,用开普勒数据证实跨半径谷行星对间距更大,为半径谷行星是剥离核心的观点提供支持。
2026-08-06 astro-ph.EP
Kepler-68: Three Planets, One With a Density Between That of Earth and Ice Giants
美国宇航局的开普勒任务发现了两颗围绕开普勒-68运行的凌日行星。后续的多普勒测量已经确定了最里面的行星的质量,并揭示了第三颗木星质量的行星在两颗凌日行星之外运行。开普勒-68 b在5.4天的轨道上有8.3 +/- 2.3地球质量,半径2.31 +/- 0.07地球半径,密度3.32 +/- 0.92(cgs),使开普勒-68 b的密度介于冰巨星和地球之间。开普勒-68c是地球大小,半径为0.953地球,在9.6天的轨道上过境;开普勒-68c的验证提出了独特的挑战。开普勒-68d的轨道周期为580 +/- 15天,最小质量为0.947木星。开普勒测光的功率谱在1分钟的节奏表现出丰富和强大的一套小行星地震脉动模式,使详细的分析恒星内部。恒星的光谱学与多脉动模式的星震模型相结合,产生了恒星性质的精确测量,特别是Teff = 5793 +/- 74 K,M = 1.079 +/- 0.051 Msun,R = 1.243 +/- 0.019 Rsun,密度0.7903 +/- 0.0054(cgs),所有的测量都只有百分之几的不确定性。开普勒-68b的模型表明它可能由岩石和水组成,或者有一个H和He包层,从而产生大约3(cgs)的密度。
2013-02-11 astro-ph.EP
An accurate mass determination for Kepler-1655b, a moderately-irradiated world with a significant volatile envelope
我们提出了一个小的,适度辐照(F = 155 +/- 7地球)海王星与大量的气体信封在一个P=11.8728787+/-0.0000085天的轨道上的一个安静的,太阳一样的G 0 V恒星开普勒1655的确认。根据我们对开普勒光变曲线的分析,我们确定开普勒-1655 b的半径为2.213+/-0.082地球。我们用TNG/HARPS-N获得了95个高分辨率光谱,使我们能够表征宿主恒星,并通过高斯过程回归确定Kepler-1655 b的精确质量为5.0+3.1/-2.8 Mearth。我们的质量测定排除了类似地球的成分,置信度为98%。开普勒-1655b落在蒸发谷的上边缘,在岩石和富含气体的行星之间相对稀疏的过渡区域。因此,它是我们应该积极寻求进一步描述的行星种群的一部分。
2018-03-23 astro-ph.EP
Dealing With $δ$-Scuti Variables: Transit Light Curve Analysis of Planets Orbiting Rapidly-Rotating, Seismically Active A/F Stars
我们测量了地震活跃,快速旋转的$δ$ -Scuti KOI-976的整体系统参数,并使用星震学和重力变暗光变曲线分析的组合方法来约束其过境双星伴星的轨道几何形状。KOI-976是一颗$1.62\pm0.2~\mathrm{M_\odot}$星,其测量的$v\sin(i)$为$120\pm2$ km/s,地震引起的变化信号为$\sim$的0.6%。我们利用恒星的扁圆形状和地震活动,对它相对于天空平面的倾斜角进行了三次测量。我们首先将旋转分裂理论应用于短节奏\emph{Kepler}测光中观察到的恒星变量信号,以限制KOI-976的双折射角,然后使用显著性降低软件{ \tt LASR}的线性算法从该数据集中减去可变性。我们进行重力变暗适合\emph{Kepler}变化减去短节奏测光和\emph{Kepler's}相位折叠长节奏测光,以获得两个更多的测量恒星的光度。我们发现该双星系统在掠食位形中通过,三次测量的质量值分别为$36^\circ\pm17^\circ$,$46^\circ\pm16^\circ$和$43^\circ\pm20^\circ$.我们进行这些分析的一种方式,以证明克服挑战,大质量的恒星可以提出过境光曲线拟合,并准备大量的系外行星\emph{TESS}将发现轨道A/F星。
2019-07-29 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
Homogeneous studies of transiting extrasolar planets. V. New results for 38 planets
我测量了38个凌日太阳系外行星系的物理特性,使均匀研究项目中研究的总数达到82个。凌日光变曲线使用JKTEBOP建模,并仔细注意临边变暗、偏心率和第三光。每个系统的物理性质是从光度参数,公布的光谱测量和五套理论恒星模型预测。统计误差使用蒙特卡罗和残差置换算法进行评估,并通过扰动算法进行传播。用五种理论恒星模型计算的结果进行了互积,估计了系统误差。标题结果是OGLE-TR-56系统中行星半径的重大向上修正,从1.23-1.38 Rjup到1.734 +/- 0.051 +/- 0.029 Rjup(分别为统计误差和系统误差)。它的密度比以前认为的低三倍。这一变化来自于对已发表的高质量测光的首次完整分析。与以前的工作相比,Kepler-15,KOI-428,WASP-13,WASP-14和WASP-21的行星半径也明显更大。我提出的第一个结果的基础上开普勒短节奏的数据开普勒-14,开普勒-15和KOI-135。更广泛的长踏频数据用于改善KOI-196、KOI-204、KOI-254、KOI-423和KOI-428的测量性能。对HAT-P-3、HAT-P-6、HAT-P-9、HAT-P-14和WASP-12进行了详细分析,这些分析基于比以往研究中考虑的更广泛的数据集。我重新审视了轨道周期和表面重力之间的相关性,以及轨道周期和过境行星的质量,发现两者在4 σ水平上都很重要。最后,我讨论了后…
2012-07-24 astro-ph.EP
A Simplified Photodynamical Model for Planetary Mass Determination in Low-Eccentricity Multi-Transiting Systems
从凌日时间变化推断行星参数对于小型系外行星来说是具有挑战性的,因为它们的凌日可能非常微弱,以至于很难或不可能确定单个凌日时间。我们实现了一个有用的工具组合,一起提供了一个数值快速的全球光动力学模型。这被用来拟合TTV轴承光变曲线,以限制低偏心率,多行星系统中的凌日系外行星的质量-特别是小行星。我们目前推断动力学质量和轨道偏心率在四个多行星系统开普勒的完整的长节奏数据集。我们用开普勒36 / KOI-277(一个通过TTV反演方法最精确确定行星质量的系统)测试了我们的模型,发现开普勒36 b和c的质量分别为5.56 + 0.41 - 0.45和9.76 + 0.79 - 0.89 m_earth-与文献中的值和误差一致。在此基础上,我们改进了Kepler-79 / KOI-152中四颗行星的质量测定,其中Kepler-79 b,c,d和e的质量分别为12.5 + 4.5 - 3.6,9.5 + 2.3 - 2:1,11.3 + 2.2 - 2.2和6.3 + 1.0 - 1.0 m_earth。我们提供了新的质量约束,没有两个系统之前存在的。Kepler-450 c和Kepler-595 c(以前称为KOI-547.03)分别为12.5 + 3.2 - 2.6 m_地球和3.3 + 1.7 - 1.0和17.4 + 7.1 - 3.8 m_地球。这里使用的光动力学代码,称为PyDyn…
2020-11-09 astro-ph.EP
Kepler-447b: a hot-Jupiter with an extremely grazing transit
我们提出了太阳系外行星开普勒-447b的径向速度确认,最初被开普勒任务作为候选者检测到。在这项工作中,我们分析了它的过境信号和径向速度的数据与Calar Alto光纤馈阶梯光谱仪(CAFE)。通过同时对两个数据集进行建模,我们获得了系统的轨道和物理特性。根据我们的研究结果,开普勒-447 b是一颗质量为600亿光年的行星($M_p=1.37^{+0.48}_{-0.46}~M_{\rm Jup}$),估计半径为$R_p=1.65^{+0.59}_{-0.56}~R_{\rm Jup}$(除非特别说明,本研究中提供的不确定性为$3σ$)。这转化为亚木星密度。这颗行星每$\sim7.8$天以稍微偏心的轨道($e=0.123^{+0.037}_{-0.036}$)围绕一颗G8 V恒星旋转,开普勒光变曲线中检测到了它的活动。开普勒-447 b以大碰撞参量($b=1.076^{+0.112}_{-0.086}$)凌日其宿主,是迄今为止确认的少数行星掠凌日之一,也是开普勒系外行星中的第一颗。我们估计,只有大约20%的行星盘遮蔽了恒星盘。行星半径的相对较大的不确定性是由于大的碰撞参量和短暂的过境时间。具有如此大的碰撞参量的行星可以用来探测和分析有趣的结构,例如额外的扰动天体、恒星脉动、非球形行星的旋转或极点交叉事件。所有这些情况都会周期性地改变凌日的性质(深度、持续时间和中途凌日的时间),这可以…
2015-02-15 astro-ph.EP
Habitable Planets Around White Dwarfs: an Alternate Mission for the Kepler Spacecraft
很大一部分白矮星(WD)可能在它们的宜居带中拥有行星。由于地球大小的WD和它的地球大小的行星之间的对比度减小,这些行星可能为我们提供了在过境系外行星上检测生物标记的最佳机会。JWST能够获得这些行星的第一个光谱测量结果,但WDs周围没有已知的行星。在这里,我们建议利用开普勒航天器在2轮模式下的独特能力,进行凌日调查,能够确定WD的宜居带中的第一颗行星。我们建议在SDSS成像区域获得10,000 WD的开普勒时间序列测光,以搜索宜居带中的行星。由于开普勒的大视场,历史上第一次可以同时观测到大量的WD,这对于发现凌日至关重要。我们提出的调查需要总共200天的观测时间,并将在WD宜居带中发现多达100颗行星。这次调查将保持开普勒的精神,寻找可居住的地球,但附近的新主机。通过几天的观测和每个领域的分钟节奏,它还将开辟一个完全未知的发现空间。除了行星,这项调查是敏感的脉动WD,以及食短周期恒星和亚恒星的同伴。这些对于限制双WD合并率及其对Ia型超新星和引力波前景的贡献具有重要意义。由于我们的目标相对较低的数密度,这个计划可以与其他项目结合起来,这些项目将受益于开普勒的高节奏和多场观测,例如对附近M矮星的星等有限的完整样本进行凌日调查,或者对相同场中的变星(例如RR Lyrics)进行星震学研究。
2013-08-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Photometric Orbits of Extrasolar Planets
我们定义和分析的测光轨道(PhO)的太阳系外行星在反射光观察。在我们的定义中,PhO是一个开普勒实体,有六个参数:半长轴,偏心率,在某些特定时间的平均异常,近星点幅角,倾角和有效半径,这是几何半径乘以行星半径的平方根。首先,我们假设一个朗伯相位函数。我们详细研究了短周期巨行星(SPGPs)的情况和开普勒任务相关的观测参数:20 ppm测光与正常误差,6.5小时的节奏,和三年的持续时间。我们定义了一个相关的“感兴趣的行星人口”的概率分布的PhO参数。我们进行Monte Carlo实验来估计探测行星的能力,并从光变曲线中恢复PhO参数。我们校准的周期图搜索技术的完整性,并发现结构引起的简并。我们恢复完整的轨道解决方案,从合成开普勒数据集和估计恢复的PhO参数的中值误差。我们深入探讨一个木星替身的案例。对于所述的假设,我们发现开普勒应该获得Jenkins & Doyle(2003)估计开普勒将发现的100-760个SPGP中的许多SPGP的轨道解。由于大多数或所有这些发现都将由地面径向速度观测跟进,因此从PhO估计的倾角可能使计算真正的伴星质量成为可能:开普勒测光可能打破“m sin i”简并。
2009-07-22 astro-ph.EP
Homogeneous search for spot transits in Kepler and TESS photometry of K $-$ M-type main-sequence stars
University of Helsinki(赫尔辛基大学)
本文通过开普勒和TESS数据,采用贝叶斯分析方法,寻找K-至M型主序星凌日期间的斑点遮蔽事件候选者,发现105个候选斑点,揭示了K矮星HD 189733和TOI-1268的新斑点。
2025-02-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining the Densities of the Three Kepler-289 Planets with Transit Timing Variations
开普勒-289是一个三行星系统,包含两颗次海王星和一颗围绕一颗年轻的类太阳恒星运行的冷巨行星。这三颗行星都表现出凌日时间变化(TTV),两对相邻的行星都有接近2:1轨道共振的轨道周期。我们使用Palomar天文台200”Hale望远镜上的宽视场红外照相机(WIRC)观测了Kepler-289 c的两次凌日,使用漫射器辅助测光从地面获得类似太空的测光精度。这些新的凌日观测将原来的四年开普勒TTV基线延长了7.5年。我们重新减少档案开普勒数据与改进的恒星活动校正,并进行联合适合与帕洛玛数据约束过境形状,并获得更新的过境时间。然后,我们对TTV进行建模,以确定这三颗行星的质量,并限制它们的密度和体积组成。我们的新分析对所有三颗行星的质量和密度限制进行了两次或两次以上的改进,最里面的行星表现出最大的改进。我们更新的内两颗行星的大气质量分数表明,它们可能有富含氢的外壳,与它们在半径谷上侧的位置一致。我们还首次限制了外土星质量行星Kepler-289 c的重元素组成,发现它含有30.5 $\pm$ 6.9 $M_{\oplus}$的金属。我们使用尘埃演化模型表明,开普勒-289 c必须形成超过1~au,并可能超过3~au,然后向内迁移。
2022-07-29 astro-ph.EP
Probing Exoplanetary Rings with Asterodensity Profiling: A PhotoRing Analysis of Kepler-51
Universidad de Antioquia(安蒂奥基亚大学);Columbia University(哥伦比亚大学);Macquarie University(麦考瑞大学)
本研究利用星体密度剖面与 TTV 拟合,检验 Kepler-51 超级蓬松行星的环假说,发现 Kepler-51b 存在 2.9σ 的密度异常,首次完整应用 PhotoRing 效应,提出紧凑环构型,但排除厚环,作为方法论演示。
2026-09-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
Pterodactyls: A Tool to Uniformly Search and Vet for Young Transiting Planets In TESS Primary Mission Photometry
开普勒的短周期系外行星种群揭示了进化特征,如半径谷和热海王星沙漠,这些特征可能是随着时间的推移由大气损失造成的。这些发现表明,原始行星群与Gyr-old开普勒群不同,并激发了围绕年轻恒星的系外行星搜索。在这里,我们介绍了pterodactyls,这是一个专门用于解决发现年轻恒星周围系外行星的挑战的数据简化管道,并与TESS主要任务30分钟节奏测光一起工作,因为大多数年轻恒星不是预先选择的TESS 2分钟节奏目标。pterodactyls建立在公开可用和经过测试的工具之上,以便提取、降低趋势、搜索和审查过境的年轻行星候选者。我们搜索了五个已知凌日行星的星团:杜鹃座-时钟协会,IC 2602,上半人马座狼疮,大熊座和双鱼座波江座。我们发现,翼手龙恢复了八个确认的行星中的七个和两个行星候选者中的一个,其中大部分最初是在2分钟的节奏数据中检测到的。对于这些星系团,我们进行了注入回收测试来表征我们的探测效率,并计算出在12.5天内亚海王星和海王星(1.8-6 Re)的固有行星出现率为49+-20%,高于开普勒Gyr-old的出现率6.8+-0.3%。这可能意味着这些行星由于大气质量损失而随着时间的推移而缩小。然而,对凌日年轻行星的发生进行适当的评估将需要更大的样本,对已经探测到的行星没有偏见。因此,翼手龙将在未来的工作中用于搜索和审查附近星团和移动群体中的行星候选者。
2022-06-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
A Spectroscopic Analysis of the California-Kepler Survey Sample: I. Stellar Parameters, Planetary Radii and a Slope in the Radius Gap
我们目前的定量光谱分析的结果进行档案凯克/HIRES高分辨率光谱从加利福尼亚州- $Kepler$调查(CKS)的过境行星宿主恒星的样本从$Kepler$任务。光谱分析是基于一组精心挑选的Fe I和Fe II线,得到恒星有效温度(T $_{\rm eff}$)和表面重力(log $g$)的精确值。结合恒星参数与$Gaia$ DR 2的视差和精确距离,我们推导出我们样本的恒星和行星半径,恒星半径的中值内部不确定度为2.8 $\%$,行星半径的中值内部不确定度为3.7 $\%$。对行星半径分布的研究证实了在以前的研究中发现的小半径行星的这种分布的双峰性质,峰值在:$\sim$ 1.47 $\pm$ 0.05 R $_{\oplus}$和$\sim$ 2.72 $\pm$ 0.10 R $_{\oplus}$,间隙在$\sim$ 1.9 R $_{\oplus}$。以前的研究模拟了行星形成的主要原因是光蒸发,预测了这种双峰半径分布和半径间隙或光蒸发谷的存在。我们的结果与这些模型总体一致。在这里获得的行星半径的高内部精度清楚地揭示了CKS样本的光蒸发谷中存在一个斜坡,表明半径间隙的位置随着轨道周期而减少;这种减少符合形式为R $_{pl}$ $\propto$ P $^{-0.11}$的幂律,这与行星形成的光蒸发和类地核心成分模型一致。
2019-03-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
A 20-Second Cadence View of Solar-Type Stars and Their Planets with TESS: Asteroseismology of Solar Analogs and a Re-characterization of pi Men c
我们提出了第一个20秒的节奏光变曲线的TESS空间望远镜在其扩展任务期间获得的分析。我们发现,与明亮恒星的2分钟数据相比,当合并到相同的节奏时,20秒数据的精度提高了(T<~8等时提高了~10-25%,在T~13等时达到相同的精度),这与基于宇宙射线减缓算法差异的飞行前预期一致。我们提出了两个结果,使这种改进。首先,我们使用20秒的数据来检测三个太阳类似物(伽玛Pav,zeta Tuc和pi Men)的振荡,并使用星震学测量它们的半径,质量,密度和年龄分别为~ 1%,~ 3%,~1%和~20%,包括系统误差。将我们的小行星地震年龄与色球活动测量相结合,我们发现证据表明活动年龄关系的分布与恒星质量有关,从而与对流区深度有关。第二,我们结合20秒的数据和公布的径向速度,重新表征pi Men c,这是现在最接近的过境系外行星,详细的主恒星的asteroseismology是可能的。我们发现,pi Men c位于行星半径谷的上边缘,确认它可能保留了不稳定的大气层,并且“asteroseismic radius valley”仍然没有行星。我们的分析支持pi Men c的低偏心率(<0.1,置信度为68%),表明如果它通过高偏心率迁移形成,则有效的潮汐耗散(Q/k <~ 2400)。结合起来,这些早期的结果证明了TESS 20秒节奏数据在恒星天体物理学和系外行星科学方面的强大潜力。
2021-10-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Signals of exomoons in averaged light curves of exoplanets
越来越多的凌日系外行星引发了人们对发现它们的卫星的极大兴趣。文献中的大多数方法利用原始光变曲线的定时分析。在这里,我们提出了一种新的方法,通过所谓的散射峰直接检测月球的过境光变曲线。该方法的实质是在许多过境折叠光变曲线的局部散射的估值。我们测试这种方法的能力与不同的模拟:开普勒“短节奏”,开普勒“长节奏”,地面毫米级测光与3分钟的节奏,和预期的数据质量计划欧空局的PLATO任务。该方法需要约100次凌日观测,因此适用于10-20天周期行星的卫星,假设空间观测站的观测活动长达3-4-5年。即使对于模拟的地面观测,发现围绕1 R_木星系外行星的1 R_地球卫星的成功率也是相当有希望的,而预期的PLATO数据的探测极限约为0.4 R_地球。我们给出了实际的意见和数据减少,以提高这样的检测的机会:(一)过境观察必须包括过境前和过境后的过境阶段,跨越至少相同的持续时间过境本身;(二)任何趋势过滤必须这样做的方式,前面和下面的过境阶段不受影响。
2011-10-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Gaia-Kepler Stellar Properties Catalog. II. Planet Radius Demographics as a Function of Stellar Mass and Age
对系外行星人口统计的研究需要大样本和对系外行星宿主恒星的精确限制。使用Berger等人(2020)使用Gaia Data Release 2导出的均匀开普勒恒星属性,我们重新计算开普勒行星半径和入射通量,并研究它们随恒星质量和年龄的分布。我们测量的行星半径谷的恒星质量依赖$d \log R_{\mathrm{p}}$ / $d \log M_\star = 0.26^{+0.21}_{-0.16}$,与行星质量依赖恒星质量($0.24-0.35$)和核心动力质量损失(0.33)预测的斜率一致。我们还发现了第一个证据的恒星年龄依赖的行星人口跨越半径谷。具体来说,我们确定了超级地球($1-1.8 \mathrm{R_\oplus}$)与次海王星($1.8-3.5 \mathrm{R_\oplus}$)的比例从年轻时的$0.61 \pm 0.09$(< 1 Gyr)增加到老年时的$1.00 \pm 0.10$(> 1 Gyr),这与核心动力质量损失的预测一致,即形成半径谷的机制在Gyr时间尺度上运行。此外,我们发现相对较冷($F_{\mathrm{p}} < 150 \mathrm{F_\oplus}$)亚海王星的半径在Gyr时间尺度上暂时减少,这表明这些行星可能具有H/He信封,而不是更高的平均分子量的大气。我们确认存在的行星内的热亚海王星“沙漠”($2.2 < R_{\mathrm{…
2020-06-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A search for transits among the δ Scuti variables in Kepler
通过自动程序减去脉动信号后,我们在长步频Kepler数据中搜索围绕所有已知脉动δ Sct变量(6500 K < Teff < 10 000 K)的凌日。为了实现这一点,我们设计了一个简单的和计算成本低廉的方法来区分低频脉动和过境的光变曲线。我们发现了3个新的候选凌日事件,它们以前隐藏在脉动后面,但要注意它们很可能是假阳性事件。我们还检查了开普勒感兴趣的天体目录,并确定了另外13颗显示δ Sct脉动的宿主星。对于我们样本中的每颗恒星,我们使用已知正在凌日δ Sct变量的行星的脉动时间变化的未检测来获得行星质量的上限和宿主恒星的预期径向速度半振幅。我们管道的简单注入测试意味着0.5 RJup或更大行星的100%回收率。外推开普勒δ Sct恒星的数量,我们预计在TESS中有12颗可探测到的高于0.5 RJup的行星。我们的样本包含一些已知最热的围绕演化恒星的凌日行星,并且是围绕δ Sct变量的凌日的第一个完整样本。我们提供我们的代码和脉冲减去光变曲线,以方便进一步分析。
2021-08-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kepler K2 Campaign 9: I. Candidate short-duration events from the first space-based survey for planetary microlensing
我们提出了第一个短期候选人微透镜事件从开普勒K2任务。从2016年4月下旬到7月上旬,K2的第9次战役在银河系隆起的3.7平方度区域获得了高时间节奏的观测。其主要目标是利用微透镜寻找自由浮动行星群的证据,并证明天基行星微透镜勘测的可行性。虽然开普勒K2远不是微透镜的最佳选择,但最近开发的MCPM光度管道使我们能够识别和建模微透镜事件。我们详细描述了我们的盲事件选择管道,并使用它来恢复22个短持续时间的事件,有效的时间尺度小于10天之前宣布的OGLE和KMTNet地面调查。我们还宣布了五个新的候选事件。其中之一是一个焦散性交叉双星事件,与一个束缚行星一致,并在同伴研究中建模。其他四个的持续时间非常短(有效时间尺度小于0.1天),这是地球质量的FFP种群的典型特征。虽然开普勒不是为拥挤场测光设计的,但K2C9数据集清楚地表明了对银河系凸起进行盲空基微透镜调查的可行性。
2021-07-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
150 New transiting planet candidates from Kepler Q1-Q6 data
我们已经在公开的开普勒长节奏数据中进行了广泛的搜索,从Q1到Q6季度。搜索方法包括数据的初始去趋势,应用趋势滤波算法,在三个频域中使用Box最小二乘拟合方法搜索过境信号,对潜在过境候选者进行目视检查,并对入围候选者进行深入分析。在本文中,我们提出了150个新的周期行星候选者和7个单凌日事件,其中72个是在多个系统。这些候选行星的周期从$\sim$ 0.17天到$\sim$ 440天不等。124颗候选行星的半径小于3 \rearth。我们恢复了Batalha等人(2012)KOI目录的82.5%。我们还报告了40个新发现的假阳性-看起来像凌日行星的系统,但可能是由于混合食双星。我们的搜索改善了短周期和小行星半径参数范围内的统计。
2012-11-27 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A Search for Asteroids, Moons, and Rings Orbiting White Dwarfs
白矮星是小行星系统的宿主吗?虽然有几种观点认为白矮星可能被大量的小行星环绕,但凌日提供了最直接的证据。我们证明了开普勒任务有能力探测小行星对白矮星的凌日。由于白矮星小行星系统(如果存在的话)很可能包含许多在空间上分布广泛的小行星,因此可以通过仅监测少量白矮星来发现小行星凌日,这与开普勒的主要任务是监测具有潜在可居住行星的恒星是一致的。未来可能进行的以类似的灵敏度和分钟频移监测对十倍于此的恒星进行调查的飞行任务,可以确定白矮星周围小行星系统的特征,如小行星大小和半长轴的分布。行星的凌日会更引人注目,但发生的概率较低。行星卫星的集合和/或行星周围的环的存在也可以产生开普勒探测到的凌日。卫星和光环的存在可以显著增加开普勒发现围绕白矮星运行的行星的概率,即使只监测其中的一小部分。
2009-12-16 astro-ph.CO astro-ph.EP
Neptune's Dynamic Atmosphere from Kepler K2 Observations: Implications for Brown Dwarf Light Curve Analyses
开普勒太空望远镜对海王星的观测产生了一个49天的光变曲线,在1分钟的节奏下覆盖了98%。光变曲线中的一个重要特征来自离散云特征。我们比较了从光变曲线数据中提取的结果,并与凯克10米望远镜在1.65微米处拍摄的海王星圆盘分辨成像和哈勃太空望远镜9个月后拍摄的可见光成像进行了比较。这种直接比较验证了根据海王星纬向风廓线分配给K2光变曲线周期的特征纬度,并确认了观测到的云特征变化。虽然海王星的云在短时间和长时间尺度上的位置和强度各不相同,但在凯克成像中看到的一个大型离散风暴主导了K2和哈勃的光变曲线;较小或较暗的云可能有助于短期的亮度变化。K2海王星的光变曲线,结合我们的成像数据,提供了当前和未来的棕矮星和太阳系外行星变异测量的解释背景。特别是,我们认为,大的,相对稳定的,大气特征和较小的,更短暂的,云之间的平衡控制着亚恒星大气变化的特点。由几个大斑点占主导地位的大气可能比那些表现出更多数量的较小特征的大气表现出更大的光变曲线稳定性。
2015-12-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar activity and rotation of the planet host Kepler-17 from long-term space-borne photometry
年轻类太阳恒星的研究对于理解太阳的磁活动和自转演化具有重要意义。开普勒望远镜的星载测光提供了前所未有的数据集来研究类太阳恒星中的这些现象。我们提出了一个新的分析整个开普勒光度的时间序列的适度年轻的类太阳恒星开普勒-17,伴随着一个过境热木星。我们将最大熵斑点模型应用于目标的长节奏凌外测光,以推导出星点填充因子与经度和时间的关系图。这些地图进行比较,以验证我们的重建和获得的星点的纬度信息在过境期间被掩盖的斑点。我们在开普勒-17的光球层上发现了两个主要的活跃天体,其中一个的寿命至少为$\sim 1400$天,尽管活动水平不同。纬向差异自转是太阳型的,即赤道自转比两极快。我们估计一个最小的相对振幅$ΔΩ/ Ω$之间的$\sim 0.08 \pm 0.05$和$0.14 \pm 0.05$,我们的决定受到个别星点的有限寿命,并取决于所采用的点模型参数。我们发现一个短期的间歇性活动周期的$\sim 48$天的边缘证据和一个较长的周期的$400-600$天的特点是赤道迁移的平均纬度的斑点在太阳的指示。开普勒-17的自转可能会受到其附近巨大行星引起的潮汐的显著影响。我们确认最大熵斑点模型的可靠性,以映射在年轻的活跃恒星的星点,并描述这个年轻的太阳般的行星主机的活动和差分旋转。
2019-04-09 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR