Being one of the most fundamental physical parameter of astronomical objects, mass plays a vital role in the study of exoplanets, including their temperature structure, chemical composition, formation, and evolution. However, nearly a quarter of the known confirmed exoplanets lack measurements of their masses. This is particularly severe for those discovered via the radial-velocity (RV) technique, which alone could only yield the minimum mass of planets. In this study, we use published RV data combined with astrometric data from a cross-calibrated Hipparcos-Gaia Catalog of Accelerations (HGCA) to jointly constrain the masses of 115 RV-detected substellar companions, by conducting full orbital fits using the public tool \texttt{orvara}. Among them, 9 exoplanets with $M_{\rm p}\,{\rm sin}\,i<13.5\ M_{\rm Jup}$ are reclassified to the brown dwarf (BD) regime, and 16 BD candidates ($13.5\leqslant M_{\rm p}\,{\rm sin}\,i<80\,M_{\rm Jup}$) turn out to be low-mass M dwarfs. We point out the presence of a transition in the BD regime as seen in the distributions of host star metallicity and orbital eccentricity with respect to planet masses. We confirm the previous findings that companions with masses below $42.5\ M_{\rm Jup}$ might primarily form in the protoplanetary disc through core accretion or disc gravitational instability, while those with masses above $42.5\ M_{\rm Jup}$ formed through the gravitational instability of molecular cloud like stars. Selection effects and detection biases which may affect our analysis to some extent, are discussed.
Ultra-Precise Astrometric Search for Exoplanets with SKA-VLBI
International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), University of Western Australia(西澳大利亚大学国际射电天文研究中心);Joint Institute for VLBI ERIC (JIVE)(甚长基线干涉测量欧洲研究基础设施合作组织);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿大学莱顿天文台)
Astrometric planet search around southern ultracool dwarfs: V. Discovery of the exoplanet candidate PALTA-1 b
European Space Agency(欧洲空间局);Main Astronomical Observatory, National Academy of Sciences of the Ukraine(乌克兰国家科学院主天文台);Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利群岛天体物理研究所);Université de Genève(日内瓦大学)
Astrometric Evidence for Outer Giant Planets in Known Exoplanet Systems
California Institute of Technology(加州理工学院);NRC Herzberg Astronomy and Astrophysics(加拿大国家研究委员会赫茨伯格天文学与天体物理学研究所);University of Victoria(维多利亚大学);University of California, Santa Barbara(加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校);University of California, Los Angeles(加利福尼亚大学洛杉矶分校);Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology(加州理工学院喷气推进实验室);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
Looking for astrometric signals below 20 m/s: A Jupiter-mass planet signature in $ε$ Eri
USNO的地面天体测量计划URAT-Bright与依巴谷任务时期天体测量相结合,提供了南半球一千颗明亮恒星在大约25年的时间基础上的精确自行。这些自行和盖亚EDR 3数据之间微小但统计上显着的差异可以揭示最近恒星系统中类似木星的长周期系外行星。URAT-依巴谷-EDR 3数据和依巴谷-EDR 3数据都证实了这样一颗行星围绕磁性活跃的矮行星$ε$ Eri运行,其相应的预计速度分别为$(+5,+8)$和$(+6,+13)$ m s $^{-1}$。这些信号在0.989和1.0置信度下具有形式显著性。我们的结论是,最新的天体测量结果证实了存在一个长周期的系外行星轨道$ε$厄利,这是勉强检测到精确的径向速度测量约20年前。
The Possible Astrometric Signature of a Planetary-mass Companion to the Nearby Young Star TW Piscis Austrini (Fomalhaut B): Constraints from Astrometry, Radial Velocities, and Direct Imaging
我们目前的限制存在的亚恒星同伴附近($d\sim7.6$ pc),年轻的($440\pm40$百万年)K4 Ve星TW双鱼座Australini,宽($\sim$ 0.3 pc)同伴A4 V星北落师门。我们将依巴谷和盖亚的绝对天体测量与文献径向速度测量和Keck/NIRC 2获得的专用高对比度成像观测相结合,以实现对数十年轨道周期($\lesssim 10^3$ yr)的棕矮星和行星质量伴星($\gtrsim2$ M $_{\rm Jup}$)的灵敏度。在依巴谷星表和盖亚星表之间测得的显著天体测量加速度,以前在文献中报道过,不能用TW PsA围绕北落师门三重系统重心的轨道运动来解释。相反,我们发现它是一致的反射运动引起的轨道亚恒星的同伴。天体测量、径向速度和深$L^{\prime}$成像数据集的组合导致对$1.2_{-0.6}^{+0.7}$ M $_{\rm Jup}$的伴星质量的限制。然而,伴星的周期受到很差的约束,由于依巴谷和盖亚之间的24.25年基线混叠,因此具有高度多模态的周期后验分布。如果通过持续的天体测量或光谱监测,或通过直接探测得到证实,TW PsA的伴星将成为即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜和宽视场红外巡天望远镜上使用高对比度仪器进行详细大气特征描述的首选目标。
Astrometric Methods for Detecting Exomoons Orbiting Imaged Exoplanets: Prospects for Detecting Moons Orbiting a Giant Planet in $α$ Centauri A's Habitable Zone
提出模拟框架研究通过天体测量信号探测系外卫星,发现专用空间望远镜和39m地基望远镜可在五年任务中探测到环绕 $α$ 半人马座 A 假想巨行星的地球大小卫星。
VIBES: VIsual Binary Exoplanet survey with SPHERE Upper limits on wide S-planet and S-BD frequencies, triple system discovery, and astrometric confirmation of 20 stellar binaries and three triple systems
Minimizing the bias in exoplanet detection - application to radial velocities of LHS 1140
一颗围绕LHS 1140运行的周期为24.7d的岩石行星已经被发现,这是基于在其光和高精度径向速度数据中发现的凌日现象(Dittmann et al. 2017)。通过两种独立的方法得到的这一发现是一种观察性的尝试,然而,我们发现对数据的保守分析给出了不同的解决方案。根据我们对恒星活动的诊断,在径向速度数据中,一个三行星系统是显而易见的。我们鼓励进一步进行有针对性的光度和径向速度观测,以限制显然造成3.8天和90天径向速度信号的小型海王星和超级地球质量物体。我们使用我们的软件包Agatha(https://phillippro.shinyapps.io/Agatha/)提供一个全面的策略,从径向速度数据中的恒星活动中解开行星信号。
Null transit detections of 68 radial velocity exoplanets observed by TESS
近年来,系外行星的数量大幅增加。这些探测中最成功的技术是径向速度(RV)和行星凌日技术,后者由开普勒,K2和最近的TESS任务显着推进。通过凌日和RV探测系外行星是非常重要的,因为这将允许表征它们的体积密度和内部成分。凌日系外行星巡天卫星(TESS)为搜寻RV探测到的系外行星凌日提供了独特的可能性。在这项工作中,我们提出了搜索的结果与径向速度技术检测到的行星凌日,使用测光的TESS空间任务。我们专注于周期短于30天的超级地球和海王星行星的轨道系统。这种切割旨在保持具有相对较高的过境概率的对象,并且也与TESS观测在单个扇区上的持续时间一致。给定几何过境概率的总和,过境行星的预期数量是$3.4 \pm 1.8$。该样本包含两颗已知的凌日行星。我们报告零结果的其余66个68行星研究,我们排除在所有情况下大于2.4 R $_{\oplus}$的行星,假设中央过境。其余两颗行星绕HD~136352运行,最近已被宣布。
Closeby Habitable Exoplanet Survey (CHES). IV. Synergy between astrometry and direct imaging missions of the Habitable World Observatory for detecting Earth-like planets
N-body Interactions will be Detectable in the HR-8799 System within 5 years with VLTI-GRAVITY
虽然开普勒轨道占直接成像行星的天体测量运动的大部分,但由于N体相互作用引起的扰动使我们能够直接限制多行星系统中的系外行星质量。这有可能提高我们对大质量直接成像行星的理解,目前几乎所有的行星都只有模型依赖的质量。VLTI-GRAVITY仪器已经证明,干涉测量可以实现比现有方法高100倍的天体测量精度(Gravity Collaboration et al. 2019),这种精度水平使得探测行星间的相互作用成为可能。在这项研究中,我们表明,在HR-8799系统中,行星与目前使用的开普勒近似值(Lacour et al. 2021)的偏差预计将在五年内达到四分之一毫弧秒,这将使它们能够用VLTI-Gravity检测到。为了做出精确的预测,对这个系统进行建模以直接限制系外行星的质量将是至关重要的。
Finding Habitable Exoplanets with Binary Relative Astrometry: Planet Detection and Characterization with the Microarcsecond Astrometric Retrieval Algorithm (MARA)
New Mexico State University(新墨西哥州立大学);California Institute of Technology(加州理工学院);Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology(加州理工学院喷气推进实验室);NASA Ames Research Center(美国国家航空航天局艾姆斯研究中心);University of Arizona(亚利桑那大学)