The Occurrence and Mass Distribution of Close-in Super-Earths, Neptunes, and Jupiters
行星如何形成以及类地行星有多常见的问题可以通过测量系外行星质量和轨道周期的分布来解决。我们报告的出现率近行星(轨道周期小于50天)的基础上精确的多普勒测量166个太阳类恒星。我们测量了随着行星质量(M)的减少而增加的行星出现。根据我们的测量结果,外推幂律质量分布,即df/dlogM = 0.39 M ^-0.48,预测23%的恒星都有一颗地球质量的行星(范围从0.5到2.0个地球质量)。行星形成的理论模型预测,在5到30个地球质量的范围内,轨道周期小于50天的行星数量不足。这一区域的参数空间实际上是很好的填充,这意味着这些模型需要大量的修订。
2010-10-31 astro-ph.EP
Doppler Monitoring of the WASP-47 Multiplanet System
我们提出了精确的多普勒观测WASP-47,一个过境的行星系具有热木星的内部和外部行星的同伴。这个系统有一个不寻常的架构,也提供了一个难得的机会,以测量行星质量的两种不同的方式:多普勒方法,并分析过境时间变化(TTV)。根据麦哲伦/克莱6.5米望远镜上的行星射电光谱仪获得的新的多普勒数据,热木星的质量是$370 \pm 29~M_{\oplus}$。这与先前的多普勒确定以及TTV确定一致。对于内侧行星WASP-47 e,多普勒数据得出的质量为$12.2\pm 3.7~ M_{\oplus}$,与基于TTV的$<$ 22~ $M_{\oplus}$的上限($95\%$置信度)一致。对于外行星WASP-47 d,$10.4\pm 8.4~M_{\oplus}$的多普勒质量约束与基于TTV的$15.2^{+6.7}_{-7.6}~ M_{\oplus}$测量结果一致。
2015-10-28 astro-ph.EP
Detection and Characterization of Extrasolar Planets through Doppler Spectroscopy
自1992年以来,已经发现了300多颗太阳系外行星,这表明行星系是常见的,并表现出各种各样的特征。随着探测次数的增加,随着行星形成模型的进展,以解释这些新世界的存在,统计研究和观测与理论的对抗允许逐步解开行星形成的关键过程。在这一章中,我们回顾了多普勒光谱学对目前的发现和我们对行星系的一般理解的主要贡献。我们还强调了多普勒光谱学和凌日光度学在描述凌日系外行星物理性质方面的协同作用。正如我们将看到的,多普勒光谱学还没有达到它的极限,它将在第一颗地球质量行星的探测和表征中发挥主导作用。
2009-04-02 astro-ph.EP
Constraining High Speed Winds in Exoplanet Atmospheres Through Observations of Anomalous Doppler Shifts During Transit
热木星大气的三维动力学模型预测了非常强的风速。对于潮汐锁定的热彗星来说,在行星大气层的高海拔处的风将热量从行星的白天输送到较冷的夜晚。在毫巴压力下,预测朝向行星夜晚的净风速为1-10 km/s,这是通过透射光谱探测的近似压力水平。这些风会导致观测到的传输中谱线的蓝移,其量级为风速。事实上,Snellen等人(2010年)最近观察到HD 209458 b的CO传输特征出现2 +/- 1 km/s的蓝移,这被解释为对3D大气动力学预测的昼夜风的检测建模。在这里,我们提出了一个耦合的3-D大气动力学和传输光谱模型,预测多普勒频移光谱的热木星在过境造成的风在行星的大气中的结果。我们探索四种不同的模型,热木星大气层使用不同的处方,通过与行星磁场的相互作用,大气阻力。我们发现,没有磁阻力的模型在~2 km/s的透射谱中产生净多普勒蓝移,并且在较高阻力的情况下发现~1 km/s的较低多普勒频移,结果与Snellen等人(2010)的测量结果一致,但尚未受到强烈限制。我们还探讨了恢复的平均终端风速作为高度的函数的可能性,通过测量多普勒频移的个人谱线和空间解决风速在进口和出口期间的领先和落后的终端。
2011-09-11 astro-ph.EP
Frequency of planets orbiting M dwarfs in the Solar neighbourhood
银河系中最丰富的恒星,M矮星,通常是各种低质量行星系统的宿主。它们的绝对值意味着行星的一般出现率是由它们在这类M矮星周围的出现率决定的。在这篇文章中,我们结合了M矮星调查与HIRES/凯克,PFS/麦哲伦,HARPS/ESO和UVES/VLT仪器支持的数据从其他几个仪器。我们分析了一个近似的体积和亮度有限的样本426附近的M矮星的径向速度,以寻找多普勒信号的cadidate行星。此外,我们分析光谱活动指标和ASAS测光,排除径向速度信号对应的恒星活动的多普勒信号的行星。我们计算估计样本恒星周围的行星的发生率,并研究这种发生率作为恒星属性的函数的属性。我们的分析显示,共有118颗候选行星围绕附近的M矮星运行。根据我们的结果占选择效应和样本检测阈值,我们估计,M矮星平均至少有2.39个$^{+4.58}_{-1.36}$行星每恒星绕它们运行。考虑到视向速度测量和开普勒凌日光度测量的不同灵敏度,每颗恒星至少有3.0颗行星绕M矮星运行。我们还提出了一个很酷的迷你海王星和海王星人口的证据,表明他们被发现的数量级更频繁地围绕我们的样本中质量最小的M矮星。
2019-07-27 astro-ph.EP
Doppler Monitoring of five K2 Transiting Planetary Systems
为了测量NASA { \it K2}任务发现的行星质量,我们对五颗有凌日行星的恒星进行了精确的多普勒观测。我们提出了这些新的数据和以前发表的多普勒数据的联合分析的结果。第一颗恒星是一颗M矮星,被称为K2-3或EPIC~201367065,有三颗凌日行星(“b”,半径为$2.1~R_{\oplus}$ ;“c”,$1.7~R_{\oplus}$ ;和“d”,$1.5~R_{\oplus}$)。我们的分析导致质量约束:$M_{b}=8.1^{+2.0}_{-1.9}~M_{\oplus}$和$M_{c}$ < $ 4.2~M_{\oplus}$ ~(95\%~conf.)。由于行星d的轨道周期接近恒星自转周期,因此其质量受到的限制很小,这使得很难将行星信号从恒星活动引起的虚假多普勒频移中分离出来。第二颗恒星是一颗G矮星,称为K2-19或EPIC~201505350,有两颗行星(b,$7.7~R_{\oplus}$ ; c,$4.9~R_{\oplus}$)以3:2的平均运动共振,以及一颗较短周期的行星(d,$1.1~R_{\oplus}$)。发现$M_{b}$ = $28.5^{+5.4}_{-5.0} ~M_{\oplus}$,$M_{c}$ = $25.6^{+7.1}_{-7.1} ~M_{\oplus}$,$M_{d}$ < $14.0~M_{\oplus} $ ~(95% c…
2016-05-05 astro-ph.EP
Biases in Planet Occurrence Caused by Unresolved Binaries in Transit Surveys
对于凌日行星的大视场调查,如NASA的开普勒和TESS任务,通常在不知道哪些恒星有双星伴星的情况下进行。未解析和未识别的双星会导致行星出现率的系统误差,包括错误分类的行星和完整性校正的错误。个别错误可能有不同的符号,因此很难预测对推断发生率的净影响。在这里,我们使用简化模型的信噪比有限的过境调查,试图澄清的情况。我们推导出一个公式的表观出现率密度测量的观察者谁错误地认为所有的恒星是单一的。这个公式取决于双星的分数、副恒星的质量函数,以及主恒星、副恒星和单恒星周围行星的真实存在。它还考虑到Malmquist偏差,其中二进制的磁通量限制的样本中过度代表。将该公式应用于理想化的类开普勒巡天表明,对于大于2 $R_\oplus$的行星,净系统误差为5%。特别是,未被识别的双星不太可能是不同调查中测量的热木星发生率之间存在明显差异的原因。对于较小的行星,误差可能更大:地球大小的行星的出现可能被高估了50%。我们还表明,无论何时高分辨率成像显示凌日主星是一个双星,行星通常更有可能绕主星而不是第二颗星运行。
2018-04-20 astro-ph.EP
HAT-P-67b: An Extremely Low Density Saturn Transiting an F-Subgiant Confirmed via Doppler Tomography
我们报告发现HAT-P-67b,一个热土星过境快速旋转的F-亚巨星。HAT-P-67 b的半径为Rp = 2.085-0.071/+0.096 RJ,围绕一颗M *= 1.642-0.072/+0.155 Msun,R *= 2.546-0.084/+0.099 Rsun的母星运行,周期约为4.81天。我们通过径向速度测量将行星质量的上限设定为Mp <0.59 MJ,通过罗氏瓣溢出的限制将下限设定为> 0.056 MJ。虽然是次巨星,但主星仍然表现出相对快速的自转,其投影自转速度为v sin I *= 35.8 +/-1.1 km/s,使得很难使用径向速度精确确定行星的质量。我们通过两次行星凌日的多普勒层析成像检测来验证HAT-P-67b,这消除了潜在的食双星混合场景。多普勒断层扫描观测也证实了HAT-P-67 b的轨道与其主星的自旋在12度以内。HAT-P-67 b受到强烈的紫外线照射,是已知密度最低的行星之一,使其成为未来紫外线过境观测的良好候选者,以寻找扩展的氢外逸层。
2017-03-06 astro-ph.EP
A Misaligned Prograde Orbit for Kepler-13 Ab via Doppler Tomography
快速旋转恒星周围的凌日行星不适合精确的径向速度观测,例如用于行星候选验证,因为它们具有广泛的旋转加宽的恒星线。然而,这样的行星可以使用多普勒层析成像来观察,其中凌日期间的恒星吸收线轮廓扭曲可以通过光谱来解决。这允许验证过境行星候选者和测量恒星自旋行星轨道(mis)对齐,行星迁移过程的重要统计探测。我们目前的多普勒层析观测提供了一个直接确认的热木星开普勒-13抗体,也表明,该行星有一个倾斜,错位的轨道,λ = 58.6 +/- 2.0度。我们测量到的自旋-轨道错位值与Barnes等人(2011)之前从重力变暗的开普勒光变曲线中测量到的lambda = 23 +/- 4度的值有很大的不一致。我们还将开普勒-13 C的质量上限定为0.75太阳质量(95%置信度),开普勒-13 C是开普勒-13 B的光谱伴星,开普勒-13 B是行星宿主恒星开普勒-13 A的自行伴星。
2014-06-02 astro-ph.EP
Discovery of WASP-174b: Doppler tomography of a near-grazing transit
我们报告了WASP-174 b的发现和层析检测,这是一颗在4.23-d轨道上绕$V$ = 11.9,F6 V恒星运行的近掠凌行星,[Fe/H] = 0.09 $\pm$ 0.09。这颗行星在一个中等偏差的轨道上,天空投影的自旋轨道角为$λ$ = 31 $^{\circ}$ $\pm$ 1 $^{\circ}$。这与已知的较热恒星的轨道偏离的趋势是一致的。由于掠食凌日,这颗行星的半径是不确定的,可能的范围是0.8-1.8 R $_{\rm Jup}$。这颗行星的质量上限为1.3 M $_{\rm Jup}$。WASP-174是迄今为止通过层析成像手段确认的最暗的热木星系统。
2018-08-09 astro-ph.EP
A Keck HIRES Doppler Search for Planets Orbiting Metal-Poor Dwarfs. II. On the Frequency of Giant Planets in the Metal-Poor Regime
我们提出了一个三年的精确径向速度测量的160个贫金属恒星观测的凯克1望远镜HIRES的分析。我们报告了样本中每颗恒星的变化和长期速度趋势。我们确定了几个长期的,低幅度的径向速度变量值得后续与直接成像技术。我们把可探测的伴星质量的下限作为轨道周期的函数。在99.5%的置信水平下,我们的巡天观测将探测到95%以上的低偏心率轨道上的伴星,其速度半振幅K > 100 m/s,或M_p*sin(i)> 3.0 M_JUP*(P/yr)^(1/3),轨道周期P< 3 yr。在我们的样本中,没有一颗恒星的径向速度变化与周期短于巡天持续时间的类木行星的存在相一致。由此得到的气体巨星绕贫金属矮星(-2.0 < [Fe/H] < -0.6)的平均频率为f_p<0.67%(在1-sigma置信水平下)。我们研究的背景下,观察到的巨行星的发生率和金属丰度的主序星太阳型恒星主机之间的相关性的影响,这个零结果。通过将我们的数据集与Fischer & Valenti(2005)的均匀样本相结合,我们证实了一颗恒星在2 AU内拥有一颗比木星更大的行星的可能性是宿主金属丰度的急剧上升函数。然而,对于-1.0 < [Fe/H] < 0.0的恒星,其数据在统计意义上与常数出现率f_p~ 1%是相容的。我们的研究结果可以有效地告知理论研究的过程中巨大的行星形成跨越两个数量级的金属丰度。
2009-02-27 astro-ph.EP
The Occurrence-weighted Median Planets Discovered by Transit Surveys Orbiting Solar-type Stars and Their Implications for Planet Formation and Evolution
由于行星出现和原始大气滞留概率随周期增加,过境调查发现的出现加权中值行星可能与通常用于校准质量半径关系和行星形成模型的大气逃逸所塑造的低发生率短周期行星几乎没有相似之处。目前为止,通过围绕太阳型恒星运行的凌日调查发现的低质量行星的发生加权质量-半径关系需要发生加权中值地球质量和海王星质量的行星在氢/氦(H/He)大气中有百分之几的质量。与地球在原太阳星云消散很久之后才完成形成不同,这些发生加权的中等地球质量行星必须在其系统历史的早期形成。在地球质量的行星周围存在着大量的氢/氦大气层,这证实了行星形成的核心吸积模型的一个重要预言。它还意味着核心质量$M_{\text{c}}$在$2~M_{\oplus}\lesssim M_{\text{c}}\lesssim 8~M_{\oplus}$范围内,可以保留其原始大气。如果大气逃逸是由于极紫外(EUV)通量的光蒸发驱动的,那么我们的观测需要减少入射EUV通量转换为工作通常假设在光蒸发模型的分数。如果大气逃逸是核心驱动的,那么发生加权的中等地球质量的行星必须有大的邦德轨道。与天王星和海王星相比,它们至少有10%的质量在H/He大气中,这些出现加权的海王星质量中值行星是H/He贫乏的。这意味着它们经历了碰撞,或者形成于其母原行星盘中比天王星和海王星在原太阳星云中形成的位置更短和/或更热的部分。
2021-06-17 astro-ph.EP
Nodal Precession of WASP-33b for Eleven Years by Doppler Tomographic and Transit Photometric Observations
WASP-33 b是一颗围绕着一颗热恒星的热木星,是一个罕见的系统,在其中发现了节点岁差。我们通过添加新的观测点更新了WASP-33 b的节点进动模型。因此,我们发现了一个跨越11年的交点岁差运动。我们对2008年至2019年期间获得的8个数据集(包括来自TS 23和HIDES的两个新数据集)进行了同质多普勒层析分析,以说明WASP-33 b的预计自旋轨道相似性及其影响参数的变化。我们还根据MuSCAT在2017年和MuSCAT 2在2018年捕获的光度过境观测结果提出了其影响参数。从这两个轨道参数的时变模型出发,推导出了它的真实自旋轨道倾角$ψ$、恒星自旋倾角$i_{s}$和恒星引力四极矩$J_2$。我们获得了$ψ= 108.19^{+0.95}_{-0.97}$ deg、$i_s = 58.3^{+4.6}_{-4.2}$ deg和$J_2=(1.36^{+0.15}_{-0.12}) \times 10^{-4}$。我们的$J_2$值略小于理论预测值,这可能表明它的实际恒星内部结构与理论不同。我们导出了WASP-33 b的节进速度$\dotθ=0.507^{+0.025}_{-0.022}$ deg year $^{-1}$,以及它的周期$P_{\mathrm{pre}}=709^{+33}_{-34}$ year,发现WASP-33 b在WASP-33的前方过境的时间只有整…
2022-03-03 astro-ph.EP
KELT-17b: A hot-Jupiter transiting an A-star in a misaligned orbit detected with Doppler tomography
我们发现了一颗热木星穿过V=9.23等的主序星A星KELT-17(BD+14 1881)。KELT-17 b是一颗1.31 -0.29/+0.28 Mj,1.525 -0.060/+0.065 Rj的热木星,其轨道周期为3.08天,与恒星自转轴偏离-115.9 +/- 4.1度。通过径向速度轨道的探测和两次凌日期间行星阴影的多普勒层析成像探测来确认行星。自旋-轨道错位的凌日几何的性质允许我们对主星的差异自转水平进行限制;我们发现KELT-17与刚体自转和太阳差异自转率都是一致的(α < 0.30,2 σ显著性)。KELT-17是第四颗被确认有凌日行星的A星,质量为1.635 - 0.061/+0.066 Msun,有效温度为7454 +/- 49 K,预计自转速度v sin I_* = 44.2 - 1.3/+1.5 km/s;它是已知行星宿主中质量最大、温度最高、自转速度最快的恒星之一。
2016-09-02 astro-ph.EP
Spin-Orbit Misalignments of Three Jovian Planets via Doppler Tomography
我们目前测量的自旋轨道错位的热彗星HAT-P-41 b和WASP-79 b,并对齐温暖的木星开普勒-448 b。我们获得了这些测量与多普勒层析成像,在那里我们光谱解决线轮廓扰动在过境期间由于罗西特-麦克劳克林效应。我们分析了在HAT-P-41 b的五次凌日期间获得的时间序列谱,并找到了$λ= -22.1_{-6.0}^{+0.8 \circ}$的自旋-轨道错位值。我们重新分析了Addison等人(2013年)使用多普勒层析成像方法获得的WASP-79 b径向速度Rossiter-McLaughlin数据。我们测量了$λ=-99.1_{-3.9}^{+4.1\circ}$,与Addison等人(2013)发现的值一致,但更精确。对于Kepler-448 b,我们对Kepler光变曲线、多普勒层析数据和Lillo-Box等人(2015)的径向速度数据集进行联合拟合。我们发现了一个近似对齐的轨道($λ=-7.1^{+4.2 \circ}_{-2.8}$),与Bourrier等人(2015)发现的值略有不同。通过对开普勒光变曲线的分析,我们测量到恒星自转周期为$P_{\mathrm{rot}}=1.27 \pm 0.11$天,并以此来论证全三维自旋-轨道错位是很小的,$ψ\sim0^{\circ}$。
2017-08-03 astro-ph.EP
Giant Outer Transiting Exoplanet Mass (GOT 'EM) Survey. IV. Long-term Doppler Spectroscopy for 11 Stars Thought to Host Cool Giant Exoplanets
针对凌星法灵敏度外边缘的冷巨型系外行星,本研究通过11个系统的长期多普勒光谱与凌星测光联合建模,对多颗长周期行星进行了精确质量测量或设定质量上限,并发现部分“已确认”行星并非行星。
2024-01-05 astro-ph.EP
Monitoring of the D Doublet of Neutral Sodium during Transits of Two "Evaporating" Planets
光谱凌日探测来自近距离凌日轨道上“蒸发”行星的风中的成分,可以提供迫切需要的关于这些物体的成分、形成和轨道演变的信息。我们在Kepler-1520 b的一次凌日和K2- 22 b的两次凌日期间获得了宿主恒星的高分辨率光谱,以寻找中性钠D线中的瞬态多普勒频移吸收。钠应该是在同一硅酸盐蒸汽风中释放出来的,而硅酸盐蒸汽风是造成光变曲线周期性“下降”的原因。我们没有检测到任何吸收线的深度>30%,在预测的多普勒频移波长在任何过境。探测灵敏度受到仪器分辨率的限制,这会稀释饱和谱线,并且由于行星的轨道周期短,这些微弱恒星的积分时间长,多普勒加速会使谱线模糊。中性钠的产生、逃逸和紫外线电离的模型表明,部分电离的钠云的大小与主星相当,并且在D线上光学厚度很大,可能伴随着行星。我们认为,未来的探测前景所带来的TESS全天空调查的更明亮的恒星和高分辨率光谱仪的极大望远镜的出现。
2019-03-14 astro-ph.EP
A Smooth Transition from Giant Planets to Brown Dwarfs from the Radial Occurrence Distribution
University of California Los Angeles(加州大学洛杉矶分校);California Institute of Technology(加州理工学院)
通过结合传统径向速度和绝对天体测量,研究发现巨行星和棕矮星的质量分布平滑过渡,棕矮星荒漠延伸至10 AU,表明两种形成机制可能在重叠质量范围内产生伴星。
2026-11-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
The California Planet Survey II. A Saturn-Mass Planet Orbiting the M Dwarf Gl649
我们报告附近(d = 10.34 pc)M矮星G1649的精确多普勒测量,揭示了一个行星的存在,最小质量Msini = 0.328 Mjup在偏心(e = 0.30),598.3天的轨道。我们的光度监测显示,G1 649是一个新的变星,亮度变化的旋转和十年的时间尺度。然而,这两个时间尺度都与600天的多普勒信号不一致,因此为行星反射运动提供了强有力的支持,作为观测到的径向速度变化的最佳解释。Gl649b是第七颗被多普勒探测到的环绕M矮星的巨行星。因此,行星和主星的性质为我们了解低质量恒星周围的行星形成提供了重要信息。我们根据加州行星巡天的低质量恒星样本(M *<0.6 Msun),修正和改进了M矮星周围巨行星的出现率。我们发现,在M * 0.3 $Mjup和a <2.5 AU的恒星中,f = 3.4 ^{+2.2}-0.9}%.< 0.6 Msun harbor planets with Msini >当我们把分析限制在[Fe/H]>+0.2的富金属星时,我们发现它的出现率为10.7 ^{+5.9}_{-4.2}%。
2009-12-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Line-profile tomography of exoplanet transits I: The Doppler shadow of HD 189733b
我们提出了一个直接的方法隔离的星光的组成部分,被行星阻挡,因为它的过境其宿主恒星,并将其应用到光谱的明亮过境行星HD 189733b。我们模拟的恒星交叉关联函数的全球形状的边缘变暗的旋转配置文件和高斯代表的多普勒核心的平均光球线轮廓的卷积。在凌日期间被行星阻挡的光是具有相同固有宽度的高斯,其穿过线轮廓的轨迹产生失准角的精确测量和v sin I的独立测量。我们表明,即使当v sin我是小于内在的线轮廓的宽度,旅行多普勒“阴影”的行星投下创建一个可识别的扭曲的线轮廓,这是服从直接建模。直接测量丢失的星光的轨迹产生自洽的措施,预计恒星旋转速率,平均本地光球线轮廓的固有宽度,预计自旋轨道失调角,和系统的质心速度。结合光度旋转周期,结果给出了一个几何测量的恒星半径,这与从高精度的过境测光得到的值,如果少量的差分旋转存在于恒星光球。
2009-11-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spin orbit alignment for KELT-7b and HAT-P-56b via Doppler tomography with TRES
我们提出了多普勒层析分析的光谱凌日的KELT-7 b和HAT-P-56 b,两个热彗星快速旋转的F-矮星的宿主星。其中包括对KELT-7 b的TRES观测档案的分析,以及对HAT-P-56 b的新的TRES过境观测。我们报告了KELT-7 b(2.7 +/- 0.6度)和HAT-P-56 b(8 +/- 2度)的自旋轨道对齐几何形状。主星KELT-7和HAT-P-56是已知旋转速度最快的恒星之一。我们研究潮汐重新调整模型的自旋轨道角的演变的背景下,这些恒星的自旋率。我们没有发现KELT-7和HAT-P-56的自转速率被恒星-行星潮汐相互作用改变的证据,这表明这些热恒星周围系统的自旋轨道角可能代表它们的原始配置。事实上,KELT-7和HAT-P-56是三个处于超同步、自旋轨道对齐状态的系统中的两个,其中宿主恒星的旋转周期比行星的轨道周期快。
2016-05-06 astro-ph.EP
Occurrence Rates of Exosatellites Orbiting 3-30M$_{\rm Jup}$ Hosts from 44 Spitzer Light Curves
本研究利用Spitzer望远镜的44条光变曲线搜寻3-30倍木星质量宿主的系外卫星,未发现5σ以上的凌星证据,给出了不同大小系外卫星的发生率约束,并指出JWST未来可实现更精准探测。
2024-05-13 astro-ph.EP
The occurrence of planets and other substellar bodies around white dwarfs using K2
大多数恒星都拥有行星系,并演化成白矮星(WD)。为了了解它们的后主序星(PMS)行星系演化,我们提出了一个寻找凌/食行星和其他亚恒星体(SB)周围的WDs使用的样本K2观察到的1148个WDs。使用过境注入,我们估计我们的搜索的完整性。我们把约束的行星和亚恒星机构周围的白矮星的行星半径和轨道周期的函数的发生。对于小行星大小到$1.5 \ R_{\oplus}$大小的短周期($P < 40$日)小天体,这些是迄今已知的最强限制。我们进一步限制了热彗星($< 1.5 \%$),宜居带地球大小的行星($< 28 \%$)和解体的短周期行星($\sim 12 \%$)的出现。我们盲目地恢复了所有先前已知的日食对象,为我们的分析提供了信心,并公开了所有的光变曲线。
2017-11-27 astro-ph.EP
Accounting for Incompleteness due to Transit Multiplicity in Kepler Planet Occurrence Rates
我们调查的作用,行星探测顺序在开普勒行星探测管道中发挥作用。开普勒管道通常按照信号强度递减(MES)的顺序检测行星。我们发现,凌日的可探测性经历了额外的$5.5\%$和$15.9\%$的效率损失,期间分别为$<200$天和$>200$天,当检测到最强的信号过境后,在多行星系统。我们提供了一种方法来确定过境概率的多行星系统的经验开普勒数据集边缘化。此外,由于检测效率似乎是一个函数的检测顺序,我们讨论的排序统计,影响每个检测顺序的半径和周期分布。我们的发生率数据集包括来自加利福尼亚开普勒调查(CKS),盖亚DR2和星震学的半径测量更新。我们的群体模型与Burke et al.(2015)的结果一致,但现在包括对多重分布的改进估计。从我们获得的模型参数,我们发现,只有$4.0\pm4.6\%$的类太阳GK矮星拥有一颗行星。这种过剩是小于以前的研究,可以很好地与修改后的泊松分布建模,这表明开普勒二分法可以占包括多重检测效率的影响。使用我们的修正泊松模型,我们预计行星的平均数量是$5.86\pm0.18$行星每GK矮星的半径和周期参数空间的开普勒。
2019-01-01 astro-ph.EP
HAT-P-57b: A Short-Period Giant Planet Transiting A Bright Rapidly Rotating A8V Star Confirmed Via Doppler Tomography
我们发现了HAT-P-57 b,这是一颗P = 2.4653天的凌日行星,围绕着一颗V = 10.465 +- 0.029等、Teff = 7500 +- 250 K的主序星A8 V恒星运行,预计自转速度为v sin i = 102.1 +- 1.3 km s^-1。我们测得这颗行星的半径为R = 1.413 +-0.054 R_J,并根据RV的观测结果,将其质量的95%置信上限定为M < 1.85 M_J。根据恒星演化理论模型,主恒星的质量和半径分别为1.47 ± 0.12 M太阳和1.500 ± 0.050 R太阳。在部分凌日事件期间,用HAT-I/HIRES进行的光谱观测显示,HAT-P-57 b的多普勒阴影移过HAT-P- 57的平均谱线剖面,证实该物体是一个行星系。我们使用这些观测结果,连同我们推导出的线轮廓畸变的解析公式,来确定HAT-P-57的自旋轴和HAT-P-57 b的轨道轴之间的投影角。数据允许两种可能的解决方案,在95%置信度下为-16.7度<λ < 3.3度或27.6度<λ < 57.4度,两种模式的相对概率分别为26%和74%。用MMT/Clio 2进行的自适应光学成像揭示了位于距离HAT-P-57 2.7”处的物体,该物体由两个点源组成,这两个点源又彼此分开0.22”。伴星的H和L波段星等与它们与HAT-P-57的物理联系一致,在这种情况下,它们是质量为…
2015-10-29 astro-ph.EP
Exploring the surface of HD 189733 via Doppler shadow analysis of planetary transits
Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto(葡萄牙波尔图大学空间与天体物理研究所);Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto(葡萄牙波尔图大学理学院物理与天文系);INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri(意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台);Université de Montréal(蒙特利尔大学)
研究利用ESPRESSO光谱仪分析HD 189733表面的中心到边缘变化,通过多普勒阴影技术区分恒星和行星贡献,揭示恒星大气层特征。
2026-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stability and Occurrence Rate Constraints on the Planetary Sculpting Hypothesis for "Transitional" Disks
过渡盘,即原行星盘,其中央有深而宽的缝隙,可能是行星雕刻的结果。通过比较数值模型和观测到的间隙,我们发现需要3-6颗巨行星的系统才能打开观测到的深度和宽度的间隙。我们探索这样的多行星系统的动力学稳定性,采用N体模拟,将处方的气体效应。我们发现,他们可以在一个典型的磁盘寿命稳定,从剩余的间隙气体,有利于行星锁定到平均运动共振偏心阻尼的帮助。然而,为了解释过渡盘的出现率,行星雕刻场景需要间隙开放友好的磁盘条件,特别是磁盘粘度$α\lesssim0.001$。此外,巨行星在$\sim 3-30$ AU间隔的人口统计,目前的数据约束不足,在很大程度上遵循的发生率外推径向速度调查,而不是从直接成像调查向内外推较低的发生率。即使以最乐观的发生率,过渡盘也不可能是大多数气体盘在其生命结束时所经历的共同阶段,因为没有足够的行星来打开这些间隙。最后,由于要求几乎所有大分离的巨行星都参与过渡盘的雕刻,大多数这样的行星必须在早期形成,并在盘寿命结束时以平均运动共振链结束。
2016-08-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Upper Limits on Planet Occurrence around Ultracool Dwarfs with K2
围绕超冷矮星运行的行星的出现没有受到很好的限制。我们目前的结果,从一个客人观察员计划在美国宇航局的K2航天器上寻找过境行星轨道的样本827超冷矮星。在我们的样本中没有发现凌日行星,我们确定了行星出现的上限。我们模拟了围绕我们样本运行的行星的轨道周期和大小。对于凌日的模拟行星,我们将凌日光变曲线注入到真实的K2光变曲线中,然后尝试恢复注入的行星。对于给定的出现率,我们计算了没有看到行星的概率,并使用结果将行星出现的上限作为行星半径和轨道周期的函数。我们发现,短周期,迷你海王星和海王星大小的行星是罕见的超冷矮星周围,与早期和中期M型矮星的结果一致。我们约束行星的发生率$η$之间的$0.5$和$10$ R $_{\oplus}$与轨道周期在1和26.3天。
2020-05-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Doppler tomography of transiting exoplanets: A prograde, low-inclined orbit for the hot Jupiter CoRoT-11b
我们报告的检测的多普勒阴影的过境热木星CoRoT-11b。我们的分析是基于时间序列的线剖面层析成像,凯克/HIRES高分辨率光谱期间获得的行星过境。我们测量到天空投影的自旋轨道角为0.1 +/- 2.6度,这与相对于恒星旋转轴的非常低的倾斜轨道一致。我们完善的物理参数的系统,使用马尔可夫链蒙特卡罗同时拟合的可用的光度和光谱数据。对该系统潮汐演化的分析表明,当前测得的潮汐率及其不确定性如何转化为零龄主序上小于约10度的初始绝对值,从而使恒星Q '* 的预期平均修正潮汐品质因数> 4 x 10 ^6。这表明向内迁移的情况不会干扰CoRoT-11b的原始低结晶度。考虑到主星的有效温度和质量(Teff=6440 K,M*=1.23 MSun),该系统可以被认为是最近提出的趋势的一个新的明显例外,根据该趋势,相对较热和大质量的恒星(Teff>6250 K,M*>1.2 MSun)似乎优先被具有高折射率的热彗星环绕。
2012-06-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Doppler confirmation of TESS planet candidate TOI1408.01: grazing transit and likely eccentric orbit
本研究通过多普勒径向速度数据独立确认了TESS候选行星TOI1408.01,发现其为掠掩凌星事件,质量约1.69倍木星,轨道周期约4.425天,偏心率达0.259,属典型热木星,并可能经历潮汐偏心迁移或存在未探测伴星。
2023-09-06 astro-ph.EP astro-ph.GA
A Search for Transiting Planets in the Globular Cluster M4 with K2: Candidates and Occurrence Limits
我们在NASA K2观测的球状星团(GC)M4中搜索凌日行星。与以往任何GC行星搜索相比,这次搜索对较大的轨道周期(与之前最好的$P\lesssim 16$天相比,$P\lesssim 35$天)和最短的周期,较小的行星半径(与之前最好的R $_p\gtrsim0.8$ R $_J$相比,R $_p\gtrsim0.3$ R $_J$)都很敏感。七颗候选行星被提出。对我们数据中的系统噪声的分析表明,这些候选者中的大多数(如果不是全部的话)可能是假警报。我们计算行星发生率,假设我们的最高显着性候选是一个行星和发生率上限假设没有检测。我们计算了3颗周期为1-36天的0.71-2 R $_J$行星的$σ$出现率上限为6.1%,周期为1-10天的0.36-0.71 R $_J$行星的$σ$出现率上限为16%.开普勒、TESS和RV对场星的研究的出现率与我们的数据中未探测到行星和探测到单个热木星的情况一致。与以前的GC研究相比,我们无法对Gilliland等人2000的半径周期范围进行更严格的限制,但对Weldrake等人2008和Nascimbeni等人2012的大半径区域进行更严格的限制。
2020-01-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
EDEN Survey: Small Transiting Planet Detection Limits and Constraints on the Occurrence Rates for Late M Dwarfs within 15 pc
地球大小的系外行星,过境附近,晚光谱型红矮星将是主要目标的大气特征在未来十年。然而,这样的系统很难通过像开普勒或TESS这样的广域凌日调查找到。因此,这种凌日行星的存在是未经探索的,并且在晚M矮星周围的短周期地球大小的行星的出现率仍然受到很大的限制。在这里,我们提出了最深的光度监测活动的22个附近的晚M矮星,使用数据从500多个夜晚的7个1-2米级望远镜。我们的调查包括所有已知的单一的静态北部晚M矮星在15 pc。我们使用过境注入和回收测试来量化我们的调查的完整性,成功地识别大多数($>80\%$)过境短周期(0.5-1 d)的超级地球($R > 1.9 R_\oplus$),并敏感($\sim50\%$)过境地球大小的行星($1.0-1.2 R_\oplus$)。我们对过境的高度敏感性和接近零的假阳性率表明了一种有效的调查策略。我们的调查没有产生过境行星检测,但它提供了最敏感的过境行星绕我们的目标恒星的上限。最后,我们探讨了关于晚M矮星周围短周期行星(从地球大小的行星到巨行星)的出现率的多种假设。例如,我们表明,短周期($<1$天)的巨行星在我们的目标恒星周围是不常见的。我们的数据集提供了一些关于类TRAPPIST-1恒星周围短周期行星出现率的见解,我们的结果可以帮助测试行星形成和系统演化模型,并指导未来对附近晚M矮星的观测。
2023-02-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Weighing in on the masses of retired A stars with asteroseismology: K2 observations of the exoplanet-host star HD 212771
基于多普勒的行星调查指出,具有恒星质量的巨行星的出现率越来越高。这种巡天依赖于演化恒星作为中等质量恒星(所谓的退休A星)的样本,这些恒星比它们的主序星更适合多普勒观测。然而,有人假设,这些调查所针对的亚巨星和低光度红巨星的质量-通常来自光谱学和等时线拟合的组合-可能被系统地高估了。在这里,我们测试这一假设的特定情况下,系外行星的宿主恒星HD 212771使用K2 asteroseismology。基准小行星地震质量($1.45^{+0.10}_{-0.09}\:\text{M}_{\odot}$)明显高于发现论文($1.15\pm0.08\:\text{M}_{\odot}$)中报告的值,该值已被用于告知恒星质量-行星发生关系。因此,这一结果并不支持上述假设。行星系统的命运与恒星质量密切相关。基于推导出的星震质量,我们预测了木星行星HD 212771的潮汐力和恒星质量损失的影响下,主序后的演变。
2017-04-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Doppler Tomographic Measurement of the Nodal Precession of WASP-33b
WASP-33 b是一颗逆行的热木星,周期为1.2天,围绕一颗快速旋转和脉动的A型恒星运行。先前的一项研究发现,基于多普勒断层扫描测量,WASP-33 b的过境弦从2008年到2014年略有变化。他们将这种变化归因于主恒星的非零扁率和未对准的轨道引起的轨道进动。我们的目标是使用2011年在8.2米斯巴鲁望远镜上使用高色散光谱仪获得的WASP-33 b的额外多普勒层析数据以及先前研究中使用的数据集来确认并更精确地建模岁差行为。利用长期轨道进动方程,我们约束了恒星引力四极矩$J_{2}=(9.14\pm 0.51)\times 10^{-5}$和恒星自转轴与视线之间的夹角$i_{\star}=96^{+10}_{-14}$ deg.这些值更新了主恒星比以前的研究更接近球形,并且更接近赤道。我们还估计了岁差周期为$\sim$ 840年。我们还发现WASP-33 b的岁差幅度为$\sim$ 67度,在整个岁差周期的$\sim$ 20%的时间内,WASP-33 b在主星前方过境。
2020-03-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Influence of Stellar Multiplicity On Planet Formation. I. Evidence of Suppressed Planet Formation Due to Stellar Companions Within 20 AU and Validation of Four Planets From the Kepler Multiple Planet Candidates
多星行星的出现率在两个方面很重要。首先,在太阳系附近,几乎一半的恒星系统都是多重系统。其次,通过比较多星和单星行星出现率,揭示了恒星多样性对行星形成和演化的影响。我们开发了一种方法来区分单星和多星的行星出现率。从138个明亮(KP <13.5)开普勒多行星候选系统的样本中,我们比较了这些行星宿主星和场星的恒星多重性。使用动态稳定性分析和档案多普勒测量,我们发现,恒星的多重性率的行星宿主星是显着低于场星的半长轴小于20 AU,这表明行星形成和演化的抑制,在这些分离的存在下,一个接近的伴星。由于多普勒观测时间基线有限和缺乏高分辨率成像观测,搜索不完全,因此在较大距离处恒星多样性的影响是不确定的。我们计算了多行星候选者样本的行星置信度,发现KOI 82.01、KOI 115.01、KOI 282.01和KOI 1781.02的行星置信度都高于99.7%,从而验证了这四颗候选行星的行星性质。这个明亮的开普勒多行星候选者的样本具有精确的恒星和轨道参数,行星置信度估计和附近的恒星伴星识别,为未来的理论和观测研究提供了一个具有良好特征的样本。
2014-01-04 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The Perkins INfrared Exosatellite Survey (PINES) II. Transit Candidates and Implications for Planet Occurrence around L and T Dwarfs
我们描述了一种新的过境检测算法,旨在检测单凌日事件在不连续的帕金斯红外外卫星巡天(PINES)的观测L和T矮星。我们使用该算法在131个PINES光变曲线中搜索凌日,并确定了两个凌日候选者:2MASS J18212815+1414010(2MASS J1821+1414)和2MASS J08350622+1953050(2MASS J0835+1953)。我们不赞成2MASS J1821+1414作为一个真正的过境候选人,由于已知的变化特性的来源。我们不能排除2MASS J0835+1953候选事件的行星性质,并进行后续观测,试图恢复第二次凌日。一个重复的事件还没有被观察到,但这些观察表明,目标的变化是一个不太可能的原因候选过境。我们执行马尔可夫链蒙特卡罗模拟的光变曲线和估计行星半径范围从$4.2^{+3.5}_{-1.6}R_\oplus$到$5.8^{+4.8}_{-2.1}R_\oplus$,这取决于主机的年龄。最后,我们对我们的光变曲线样品进行了注入和恢复模拟。我们使用测量的M矮行星发生率将行星注入到我们的数据中,并尝试使用我们的过境搜索算法来恢复它们。我们的探测率表明,假设M矮行星的出现率,我们应该有大约1 $\%$的机会探测到一个候选者,可能导致我们观察到的2MASS J0835+1953的过境深度。如果2MASS J0835+1953 b被证实,这将意味着与M矮星相比…
2022-10-10 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Constraining the Planet Occurrence Rate around Halo Stars of Potentially Extragalactic Origin
对围绕其他恒星运行的行星的搜索最近已经扩大到包括来自银河系以外星系的恒星。通过TESS和盖亚巡天,可以结合光度和运动学信息来识别河外起源的过境行星候选者。在这里,盖亚和TESS观测到的1,080颗低光度红巨星分支星的运动学表明它们很可能是河外起源的,它们被用来寻找行星凌日。进行了过境注入回收测试,以测量TESS数据的灵敏度和过境搜索的完整性。注入信号的行星大于木星的轨道周期为10天或更少的恢复在$\approx$ 44%的情况下。虽然在这个样本中没有检测到行星凌日,但我们发现热彗星的行星发生率上限为0.52%,这与以前对类似主星周围行星发生率的研究一致。由于晕中的恒星金属丰度往往较低,而短周期巨行星的出现往往与恒星金属丰度密切相关,我们预测,相对于银河系盘的人口,一小部分晕星将托管行星可通过过境调查。因此,将已知的行星出现趋势应用于晕星周围的潜在行星探测,我们预测$\gtrsim$ 7,000颗恒星必须以与这里研究的恒星相似的节奏和精度进行搜索,才有可能探测到银河系外起源的行星。这可能与未来的数据发布从TESS和盖亚任务。
2022-06-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Occurrence of Additional Giant Planets Inside the Water-Ice Line in Systems with Hot Jupiters: Evidence Against High-Eccentricity Migration
轨道周期只有几天的质量为100亿的行星的起源仍然不确定。人们普遍认为,这些行星形成于原行星盘的水冰线附近,随后迁移到更小的轨道上。大多数提出的迁移机制可以归类为磁盘驱动的迁移,或作为一个非常高的偏心率激发潮汐循环。在后一种情况下,这颗注定要成为热木星的巨行星在高度偏心的轨道上度过了数十亿年,其Apastron位于水冰线附近。最后,近星点的潮汐耗散使轨道收缩并形成圆形。如果这是正确的,那么在水冰线内部,热彗星伴随着另一颗巨行星的情况应该是特别罕见的。利用目前用多普勒技术发现的巨行星样本,我们发现P_orb = 10天的热行星< 10 days are no more or less likely to have exterior Jupiter-mass companions than longer-period giant planets with P_orb >。这一结果适用于水冰线近似位置内外的外部同伴。这些结果很难与热木星形成的高偏心率迁移情景相一致。
2016-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effects of Super-rotating Jets on Phase-Resolved Transmission Spectra at High Spectral Resolution
University of Kansas(堪萨斯大学);University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校)
通过自洽动力学模型和理想化模型生成高分辨率透射光谱,研究喷流强度如何改变净多普勒频移,发现喷流强度在进出掩阶段影响最显著,且赤道喷流引起的斜率与纯昼夜流的影响形成对比。
2026-09-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
A candidate giant planet companion to the massive, young white dwarf GALEX J071816.4+373139 informs the occurrence of giant planets orbiting B stars
本研究利用Spitzer IRAC数据在2195颗大质量年轻白矮星中搜寻巨行星,发现一个候选伴星并推断出初始质量大于3倍太阳质量恒星的巨行星出现率,验证了理论预测。
2025-06-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Searching For Transiting Planets Around Halo Stars. II. Constraining the Occurrence Rate of Hot Jupiters
类木行星的形成已经被证明与主恒星的金属丰度密切相关,这被认为是盘固体的代理。观测上,先前的工作已经表明木星行星优先在具有太阳和超级太阳金属丰度的恒星周围形成。鉴于这些发现,在贫金属环境中形成行星是具有挑战性的,特别是对于被认为是通过金属性依赖的核心吸积形成的热彗星。虽然以前的研究已经在贫金属恒星周围进行了热木星的行星搜索,但由于样本量小而受到限制,这是由于缺乏高质量的数据,使得热木星在贫金属区域内的出现难以限制到现在。我们使用TESS观测到的大量晕星样本来限制热木星出现在贫金属区的上限(-2.0 $\leq$ [Fe/H] $\leq$-0.6)。对热木星出现的最严格的上限,我们发现当半径为0.8 - 2 R $_{\rm{Jupiter}}$和周期为$0.5- 10$天时,平均1-$σ$上限为0.18 $\%$。这一结果与先前的预测一致,即存在一定的金属丰度,低于该丰度,行星无法形成。
2021-06-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR