The detectability of habitable exomoons with Kepler
本文利用凌日时变（TTV）和凌日时持续时间（TDV）结合开普勒测光研究了M矮星系中围绕巨行星运行的可居住系外卫星的可探测性。模拟了质量为0.5 Msun、半径为0.55 Rsun的M矮星周围各种构型系统的光变曲线。类地行星巨行星最有可能拥有可居住的系外卫星，它们被认为具有岩石超级地球质量的卫星。利用TTV和TDV信号之间的相位相关性来测量探测能力。由于TDV信号通常比TTV信号弱，因此外来子检测的确认将取决于能够检测TDV信号。我们发现，外卫星围绕行星轨道内的M-矮星的主恒星的宜居带可以产生可检测的TTV和TDV签名与开普勒级测光。虽然行星周期和月球周期之间的混叠可能会阻碍外行星的检测，但我们在模拟中也发现了一些强相关性的特征（例如，相关性：>0.7），这将提供令人信服的exomoon签名。随着红噪声恒星变率的增加，相关性通常会减弱。然而，行星质量小于25 Mearth，卫星质量为8-10 MeEarth，行星和月亮周期的特定值的模拟例子仍然在25-50%的情况下产生可检测的相关性。我们的模拟表明，开普勒提供了一个最好的exomoon检测的机会。
2013-04-10 astro-ph.EP
Magnetosphere-ionosphere coupling at Jupiter-like exoplanets with internal plasma sources: implications for detectability of auroral radio emissions
在本文中，我们提供了第一个考虑磁层电离层耦合在类地外行星与内部等离子体源，如火山卫星。我们估计的无线电功率的条件下，这些系统发出的近刚性共转在整个封闭的磁层，以检查的行为的最佳候选人的检测与下一代射电望远镜。因此，我们估计不同的恒星X射线紫外（XUV）光度的情况下，电离层佩德森电导将足够高，以保持近刚性共转的轨道距离，然后我们考虑的大规模磁层电离层电流的大小在系统内流动，以及由此产生的无线电功率，在这样的距离。我们还研究了两个关键系统参数的影响，即行星的角速度和等离子体质量流出率从源内部的磁层。在所有研究的XUV光度情况下，木星数值数量级内的大量参数组合能够产生超过1 pc的可观测发射，在大多数情况下，需要系外行星的轨道距离在~1和50 AU之间，对于更高的XUV光度情况，这些可观测距离可以达到超过~50 pc的大质量，快速旋转的行星。这些结果的含义是，探测这种内部产生的无线电发射的最佳候选者是快速旋转的类太阳系外行星，它们在轨道距离超过1 AU的情况下绕着具有高XUV光度的恒星旋转，寻找这种发射可能会提供一种探测更远轨道外行星的新方法。
2011-02-14 astro-ph.EP physics.space-ph
The remote detectability of Earth's biosphere through time and the importance of UV capability for characterizing habitable exoplanets
迄今为止，在我们的太阳系之外已经发现了数千颗行星，其中数十颗是岩石组成的，并在其宿主恒星的星周宜居带内运行。太阳系以外生命探测的下一个前沿将是详细描述潜在可居住世界的大气特征，从而迫切需要全面了解控制大气生物特征出现和维持的因素。理解地球系统演化是这一追求的核心，对地球演化的精确理解可以为系外行星科学的观测和解释框架提供实质性的见解。使用这个框架，我们认为，在这里，紫外线观测可以帮助有效地减轻“假阳性”的情况下，基于氧的生物特征，而“假阴性”的情况下，可能是一个重要的问题，缺乏紫外线能力的生物特征调查。展望未来，我们认为，良好的解决紫外线观测将是至关重要的近期体积有限的调查，可居住的行星轨道附近的类太阳恒星，并将提供潜在的生物特征检测在最多样化的光谱还原，弱含氧，和氧可居住的类地行星。
2019-03-13 astro-ph.EP
Pale Orange Dots: The Impact of Organic Haze on the Habitability and Detectability of Earthlike Exoplanets
烟雾在已知行星的大气中很常见，地球化学证据表明，早期地球偶尔会支持有机烟雾，并对环境和光谱产生重大影响。母星的紫外光谱通过甲烷光化学驱动有机烟雾的形成。我们使用一个一维光化学气候模型来研究太古代地球上分形有机霾的产生，这些地球类似于几种恒星类型的可居住区：现代和早期太阳，AD Leo（M3.5V），GJ 876（M4 V），$ε$ Eridani（K2 V）和$σ$ Bootis（F2 V）。对于类太古代的大气层，行星轨道上的恒星具有最高的紫外线通量不会形成烟雾，因为形成了光化学氧自由基，破坏了烟雾的前体。有机烟雾通过紫外线屏蔽和表面冷却影响行星的可居住性，但这种冷却在M矮星周围最小化，其能量以有机烟雾相对透明的波长发射。我们生成光谱以测试雾度的可检测性。詹姆斯·韦伯太空望远镜观测到的GJ 876行星的10次凌日中，与无霾行星相比，霾使波长为$<$ 2.5 $μ$ m 2-10 $σ$的气体吸收特征变浅，甲烷和二氧化碳在$>$ 5 $σ$可以检测到。雾度吸收特征可以在接近6.3 $μ$ m的5 $σ$处检测到，但是需要更高的信噪比来区分雾度与相邻的吸收体。如果使用日冕仪10米级紫外-可见-近红外望远镜在10秒差距处对行星进行直接成像，那么在$>$ 12 $σ$上将在200小时内强烈探测到紫外-蓝色烟雾吸收特征。
2017-02-09 astro-ph.EP
The Lick-Carnegie Exoplanet Survey: HD32963 -- A New Jupiter Analog Orbiting a Sun-like Star
我们提出了一组109个新的，高精度的凯克/HIRES径向速度（RV）观测的太阳型恒星HD 32963。我们的数据集揭示了一个候选行星信号，周期为6.49 $\pm$ 0.07年，相应的最小质量为0.7 $\pm$ 0.03木星质量。鉴于木星在塑造早期太阳系演化过程中的关键作用，我们强调长期径向速度调查的重要性。最后，使用我们完整的凯克径向速度集，并对样本中1,122颗恒星中每颗恒星的合成行星候选者的相对可探测性进行校正，我们估计整个调查中木星类似物的频率约为3%。
2015-12-01 astro-ph.EP
The effects of granulation and supergranulation on Earth-mass planet detectability in the habitable zone around F6-K4 stars
太阳系外行星的可探测性及其径向速度投影质量的确定受到恒星磁活动和光球动力学的影响。粒化效应，甚至超粒化效应，在太阳系中已经被证明是显著的。我们的研究旨在量化这些流量对其他明星的影响，并估计这些贡献如何影响他们的表现。我们分析了一系列广泛的扩展合成时间序列，模拟这些过程的光谱类型从F6到K4的主序星，专注于地球质量的行星轨道内的宜居带围绕这些恒星。我们估计了预期的检出率和检出限，并进行了盲测。我们发现，这些恒星的颗粒和超颗粒显着影响行星质量的径向速度特征时，执行后续的过境检测，不确定性有时低于20%的1 MEarth，但更大的超颗粒。对于颗粒和低水平的超颗粒，K星和晚G星的探测率是好的（如果点的数量很大），但对更大质量的恒星的探测率很差。最高水平的超颗粒化导致非常差的性能，即使是K星;这是由于低检测率和高水平的误报，即使是在十年以上非常密集的时间采样。根据标准假警报概率估计的假阳性水平有时会显著高估或低估真实水平，这取决于点的数量。我们的结论是，颗粒和超颗粒显着影响性能的系外行星探测能力。未来的工作将集中在以下几个方面的改进：减少误报的数量，提高检测率，并改善从观察的虚警概率估计。
2020-08-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Detectability of Rocky-Vapour Atmospheres on Super-Earths with Ariel
Ariel将标志着一个新时代的曙光，这是第一次大规模调查外行星大气层的科学目标，以解决有关行星组成，演化和形成的基本问题。在这项研究中，我们探讨了从岩浆海洋蒸发的大气在干燥，岩石超级地球轨道非常接近他们的宿主恒星的可探测性。探测到这样的大气层将为岩石行星提供一个明确的证据，但由于它们的光谱特征很小，目前可用的仪器具有挑战性。然而，一些最热的行星被认为具有由蒸发的岩石组成的大气，如Na和SiO，其光谱特征足够明亮，可以通过计划中的太空望远镜进行日食观测来检测。在这项研究中，我们发现，岩石超级地球的辐射温度为3000 K，距离地球高达20 pc，以及行星热超过3500 K和接近50 pc，具有SiO功能，这是潜在的日食光谱观测与阿里尔。
2021-03-07 astro-ph.EP
A-type Stars, the Destroyers of Worlds: The lives and deaths of Jupiters in evolving stellar binaries
热彗星（HJ），气体巨行星围绕其宿主恒星运行，周期为天的数量级，通常出现在银河系中，包括相对大质量的（$1.6-2.4$ $M_\odot$，即，A型主序星）和演化恒星。大多数的A型主序星都有双星伴星，它们可以强烈地影响行星的动力学演化。在这项工作中，我们研究的引力摄动的一个遥远的恒星伴星的气体巨行星的轨道演化的影响，所谓的偏心Kozai-Lidov（EKL）机制，包括广义相对论，后主序星恒星演化和潮汐的影响。我们发现，只有$0.15~\%$的A型恒星将主机HJ在其主序星寿命。然而，我们也发现了一类新的行星，临时热彗星（THJ），在主序后的生命周期中形成的前A型主序恒星$3.7~\%$。这些THJ的轨道周期为几十到一百天，在被吞没之前只存在了几个$100{,}000$年，但由于恒星光度的增加，它们达到了与“经典”HJ相似的温度。THJ的自旋轨道角大多会偏离。THJ对宿主恒星演化的影响也可以观察到超过几个$100{,}000$年。总的来说，我们发现，大约$70~\%$的所有气体巨行星绕A型恒星最终将被摧毁或吞噬的恒星，约$25~\%$在主序星的生活，约$45~\%$在主序星后的演化。
2018-07-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the detectability of star-planet interaction
“热彗星”与其宿主恒星之间的磁（或潮汐）相互作用可能会增强色球和日冕活动。极端的WASP-18系统提供了研究这种效应的理想试验平台，该系统具有一个巨大的（约10倍木星）近距离（约1天周期）过境行星，围绕一颗年轻的F6恒星运行。2011年11月对WASP-18进行了光学和X射线观测。6.5米麦哲伦克莱望远镜使用了高分辨率阶梯光栅光谱仪MIKE，获得了13个光谱，跨越行星轨道相位0.7-1.4，而雨燕上的X射线望远镜提供了同期监测，叠加曝光量约为50 k s。核心的钙II H和K线没有显示出显着的变化，在多个轨道跨度~8天，在相对于相位依赖色球活动增强有效的恒星-行星相互作用的预期。这颗恒星也是X射线暗弱的，log Lx < 27.6 erg/s（0.3-2 keV），表明日冕活动同样很低。在这个极端的系统中，缺乏可检测的恒星-行星相互作用，这就要求任何这样的效应在这里必须是短暂的，如果确实存在的话。我们表明，搜索钙II H和K的变化可能会错误的恒星热点，如果观察到在一个短的旋转周期，行星引起的活动。总之，这些结果表明，恒星-行星相互作用作为估计系外行星磁场强度的可靠方法的效用可能是有限的。
2012-07-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rotation of planet-harbouring stars
恒星的自转速率对任何围绕恒星运行的行星的可探测性、特征和稳定性都有重要的影响。本章首先简要介绍恒星自转，然后介绍测量行星宿主恒星自转周期的方法、影响恒星自转速率演化的因素、基于自转的恒星年龄估算、并概述了所观察到的恒星与行星的旋转特性的趋势。
2017-08-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Bayesian search for low-mass planets around nearby M dwarfs. Estimates for occurrence rate based on global detectability statistics
由于它们的行星与恒星的质量比较高，M矮星是使用多普勒光谱学探测围绕附近恒星运行的低质量行星的最容易的目标。此外，由于它们的质量和光度都很低，多普勒测量能够在它们的宜居带中探测到低质量行星，这些行星对应的轨道比太阳型恒星更近。我们重新分析文献UVES径向速度的41个附近的M矮星在结合新的速度从公开可用的光谱从HARPS-ESO摄谱仪这些恒星，试图限制任何低振幅开普勒信号。我们应用贝叶斯信号检测标准，结合后验采样技术，结合噪声模型，考虑到数据中的相关性，并获得样本中行星候选者数量的估计。更一般地说，我们使用估计的探测概率函数来计算附近M矮星周围低质量行星的出现率。我们在样本中报告了八个新的行星候选者（轨道GJ 27.1，GJ 160.2，GJ 180，GJ 229，GJ 422和GJ 682），包括两个新的多行星系统，并根据UVES和HARPS组合径向速度数据中开普勒信号的检测结果，确认GJ 433系统中两个先前已知的候选者，这些数据不能用周期和/或或与恒星活动有关的准周期现象。最后，我们使用估计的探测概率函数来计算附近M矮星周围低质量行星的出现率。根据我们的研究结果，M矮星是大量低质量行星的宿主，质量小于10 M $_{\oplus}$的行星的出现率是每颗恒星一颗行星的数量级，甚至可能更大。...
2014-03-03 astro-ph.EP
Forecasting the detectability of known radial velocity planets with the upcoming CHEOPS mission
描述系外行星卫星（CHEOPS）任务计划于明年发射，其主要目标是寻找已知RV行星的凌日，特别是那些绕明亮恒星运行的行星。由于径向速度法只对行星质量敏感，因此每个RV行星的半径、凌日深度和凌日信噪比都是先验未知的。使用经验校准的概率质量-半径关系，预报员（Chen & Kipping 2017 a），我们通过预测这三个关键项的均匀可信区间的目录来解决这个问题，这些关键项通过径向速度发现了468颗行星。其中，我们发现，绝大多数应该是检测与CHEOPS，包括地球上的机构，如果他们有正确的几何排列。特别是，我们预测有22个迷你海王星和82个海王星大小的行星将适合探测，其中超过80%的行星将具有V < 10的视星等，使它们非常适合后续的表征工作。我们的工作旨在协助CHEOPS团队安排工作，并强调即将到来的系外行星任务的可量化，统计上可靠的估计的巨大价值。
2018-01-17 astro-ph.EP
The Galactic cosmic ray intensity at the evolving Earth and young exoplanets
宇宙射线可能有助于地球上生命的开始。在这里，我们调查的银河宇宙射线光谱在地球上的年龄$t = 0.6-6.0\,$ Gyr的演变。我们使用一个1D宇宙线输运模型和一个1.5D恒星风模型来推导太阳型恒星风的演化特性。在$t=1\,$ Gyr，大约在地球上生命被认为已经开始的时候，我们发现$\sim$ GeV银河宇宙射线的强度将比现在的值小$\sim10$倍。在较低的动能下，银河宇宙线调制会更加严重。更一般地说，我们发现，低能量银河宇宙射线的差异强度在年轻的年龄减少，很好地描述了一个破碎的幂律太阳自转速率。给出了不同年龄银河系宇宙线在地球轨道上的谱的解析公式。我们的模型也适用于其他太阳型恒星的系外行星在不同半径的轨道。具体来说，我们使用我们的银河系宇宙射线光谱在20 $\,$天文单位的$t=600\,$ Myr估计宇宙射线在HR $\,$ 2562 b，一个直接成像的系外行星轨道的年轻的太阳型恒星的大气中的渗透。我们发现大多数粒子$<0.1$ GeV在压力$\gtrsim10^{-5}\,$ bar下衰减，因此不能到达低于$\sim100\,$ km的高度。在观测上限制温暖的木星大气层中的银河宇宙射线光谱，反过来又有助于限制到达年轻的类地系外行星的宇宙射线通量。
2020-09-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Detectability of Radio Auroral Emission from Proxima B
磁性活跃的恒星拥有恒星风，其与行星磁场的相互作用产生无线电极光发射。我们研究的无线电极光发射的可探测性比邻星b，最近的已知太阳系外行星绕着我们最近的邻居恒星，比邻星。使用辐射波德定律，我们估计产生的无线电通量的相互作用的比邻星半人马座的恒星风和比邻星b的磁层不同的行星磁场强度。对于可能的行星质量，Proxima b产生6-83 mJy的极光无线电通量，频率为0.3-0.8 MHz，行星磁场强度为1-3 B $_{\oplus}$。根据最近的磁流体动力学模型，改变系统的轨道参数，预计这种排放是高度可变的。这种变化是由于Proxima b的磁层大小的大幅波动，因为它穿过密集恒星风和高动态压力的赤道流光区域。使用Garraffo等人的MHD模型。2016在轨道期间磁层半径的变化，我们估计观测到的无线电通量在Proxima b的11.2天周期内几乎可以变化一个数量级。详细的振幅变化取决于恒星风、轨道和行星磁场参数。我们讨论了观测战略，建议未来的天基天文台达到电离层截止频率（$\sim 10$ MHz）以下，将需要检测我们调查的信号。
2017-06-29 astro-ph.EP
Potential for life to exist and be detected on Earth-like planets orbiting white dwarfs
本研究计算白矮星周围类地行星宜居带边界及宜居持续时间，首次分析紫外线光子通量的宜居约束，评估大气生物特征探测前景，为白矮星行星宜居性研究提供关键数据与探测参考。
2024-11-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
M2K: II. A Triple-Planet System Orbiting HIP 57274
凯克天文台的多普勒观测揭示了一个三行星系统围绕着附近的中型K矮星HIP 57274运行。内行星HIP 57274 b是一颗超级地球，\msini\= 11.6 \mearth（0.036 \mjup），轨道周期为8.135 $\pm$ 0.004 d，轨道略偏$e=0.19 \pm 0.1$。我们计算出内行星的过境概率为6.5%。第二颗行星的\msini\= 0.4 \mjup\，轨道周期为32.0 $\pm 0.02$ d，轨道接近圆形，还有$e = 0.05 \pm 0.03$。第三颗行星的\msini\= 0.53 \mjup\，轨道周期为432 $\pm 8$ d（1.18年），离心率为$e = 0.23 \pm 0.03$。这一发现增加了多普勒探测到的具有$\msini < 12 \mearth\ $的超级地球质量行星的数量。我们发现，56 $\pm 18$ %的超级地球是多行星系统的成员。这当然是一个下限，因为观测的可探测性限制，但显着高于木星质量的系外行星的比例，$20 \pm 8$ %，这是多普勒探测到的多行星系统的成员。
2011-09-13 astro-ph.EP
Star Hoppers: Planet Instability and Capture in Evolving Binary Systems
许多行星在恒星双星系统中被观测到，它们的频率可能与单星周围的行星系相当。双星系统中的恒星演化影响着行星的动力学演化。在这里，我们研究的是在一个不断发展的双星系统中，一颗行星围绕一颗恒星运行的演化过程。我们发现，恒星演化可以触发动力学不稳定性，驱动行星进入混乱的轨道。这种不稳定性导致行星与恒星碰撞，双星之间的行星交换（“星跳跃”），以及行星从系统中弹射出来。重新捕获行星的方法类似于不规则太阳系卫星的下拉捕获机制。由于行星经常与渐近巨星分支上的主星近距离接触，因此在与恒星包层碰撞时也有可能被捕获。这样的捕获可以使白矮星周围的宜居带充满。
2012-04-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Direct Detectability of Giant Exoplanets in the Optical
受WFIRST/AFTA计划中日冕探测器的可能性的启发，我们探讨了太阳系外巨行星（EGPs）在光学上的直接探测能力。我们量化的行星的可探测性的轨道，它是在一个可观测的配置（$f_\mathrm{obs}$）的分数。使用一套Monte Carlo实验，我们研究的依赖$f_\mathrm{obs}$的内部工作角（IWA）和最小可实现的对比度（$C_\mathrm{min}$）的直接成像天文台;行星的相位函数，几何散射，单散射，半径，距离地球;和EGP的半长轴分布。我们计算相函数为一个给定的几何或单散射的散射，假设各种散射机制。我们发现，朗伯相位函数可以预测显着更大的$f_\mathrm{obs}$的相对于更现实的瑞利相位函数。对于WFIRST/AFTA的基线能力（$C_\mathrm{min}\sim10^{-9}$、$\mathrm{IWA}\sim0.2''$）进行的观测，在距离地球10、30和50秒差距内绕恒星运行的类木星行星的体积平均可观测性分数分别为${\sim}$ 12%、3%和0.5%。在10秒差距时，这样的观测产生了半长轴在${\sim}2 - 10$ AU范围内的低到中等偏心率行星的$f_\mathrm{obs}>1\%$。如果为$C_\mathrm{min}=10^{-10}$，则此范围扩展到${\sim}35$ AU。我们发现，在所有，但最乐观的配置，在盲搜索中检…
2015-07-09 astro-ph.EP
The Habitability of Planets Orbiting M-dwarf Stars
M-矮行星的可居住性的前景长期以来一直存在争议，这是由于这些低质量恒星周围独特的恒星和行星环境与更热，更明亮的类太阳恒星之间的关键差异。在过去十年中，空间和地面观测站在测量小型行星在M矮星的宜居带轨道上运行的可能性方面取得了重大进展。我们现在知道，大多数M矮星都是紧密堆积的行星系的宿主，其特征是缺乏质量为1000亿美元的行星和存在多个岩石行星，其中大约三分之一的岩石M矮星在宜居带内运行，在那里它们有可能在其表面支持液态水。理论研究还量化了M矮星的光谱能量分布与其行星的大气层和表面之间的相互作用对气候和可居住性的影响。这些和其他最近的结果填补了Tarter et al.（2007）和Scalo et al.（2007）在近十年前发表的综述论文中存在的知识空白。在这篇评论中，我们提供了一个全面的图片的M-矮行星的发生和可居住性的基础上，在过去十年中在这方面所做的工作，目前的知识，并总结了未来的发展方向计划在这个快速发展的领域。
2017-02-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar activity as noise in exoplanet detection II. Application to M dwarfs
M型矮星的普遍存在，加上它们的低质量和光度，使它们成为寻找附近可居住的系外行星的主要目标。我们研究了恒星黑子引起的径向速度（RV）抖动对探测和表征绕M矮星运行的行星的影响。我们创建表面斑点配置与随机斑点覆盖和活动区域。合成恒星光谱计算从一个给定的点图，RV测量得到使用互相关技术。我们将轨道行星的RV信号添加到这些抖动测量中，并减少数据以“测量”行星参数。我们研究了不同活动水平的M矮星周围行星的可探测性，以及输入行星参数的恢复。在研究行星周期的恢复时，我们注意到，虽然我们的原始轨道半径将行星置于其恒星的HZ内，但即使在2%的填充因子下，我们的一些测量也落在“保守的宜居带“之外。较高的点填充因子导致更多和更高的偏差。我们的调查表明，在描述用RV方法发现的围绕（或潜在）活跃恒星的行星时，应谨慎行事。
2015-01-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Prevalence of Earth-size planets orbiting Sun-like stars
确定类地行星是常见的还是罕见的，是宇宙生命问题的试金石。我们通过检查来自美国国家航空航天局开普勒任务的42，000颗恒星的亮度测量，寻找在其宿主恒星前面交叉的地球大小的行星。我们发现了603颗行星，包括10颗地球大小（1-2个地球半径）的行星，它们接收的恒星能量与地球相当（4倍以内）。我们占开普勒的不完美的探测这些行星注入合成行星引起的调光到开普勒亮度测量和记录检测到的分数。我们发现类太阳恒星的$11\pm4%$中有一颗地球大小的行星，其接收的恒星强度是地球的一到四倍。我们还发现，随着轨道周期（P）的增加，地球大小的行星的出现是恒定的，在logP的相等间隔内，直到$\sim200$ d。外推，人们发现类太阳恒星的$5.7^{+1.7}_{-2.2}%$拥有一颗地球大小的行星，轨道周期为200-400 d。
2013-11-26 astro-ph.EP
The Detectability of Moons of Extra-Solar Planets
研究了太阳系外行星卫星的可探测性，重点讨论了探测脉冲星行星卫星的到达时间微扰技术和探测凌日行星卫星的光度凌日计时技术。现实的阈值推导和分析的背景下，有可能形成的卫星类型和轨道稳定的系统的寿命。对于到达时间扰动技术的情况下，分两个阶段进行分析。首先，假设行星和月球的轨道是圆的，共面的初步调查进行。这个分析然后被应用到脉冲星行星PSR B1620-26 b的情况，并用来得出结论，如果它的质量大于行星质量的5%（2.5木星质量），并且如果行星-月球距离是行星-脉冲星间距的2%（23天文单位），则可以检测到一个围绕脉冲星行星运行的稳定卫星。到达时间的表达式，然后推导出相互倾斜以及非圆形轨道。对于测光凌日计时技术的情况，采用了不同的方法。首先，对月球轨道为圆形且与行星轨道共面，以及行星轨道为圆形且与视线成一直线、圆形且相对于视线倾斜或偏心且与视线成一直线的情况，导出了月球引起的时间摄动的解析表达式。其次，时间噪声分析研究，白光度噪声的情况下，和数值，使用SOHO光变曲线，现实和过滤现实的光度噪声的情况下。[...]由于天文学的限制，摘要被截断。见论文的完整摘要。
2011-09-25 astro-ph.EP
Characterizing Atmospheres of Transiting Earth-like Exoplanets Orbiting M Dwarfs with James Webb Space Telescope
最近在附近的几颗M矮星周围发现了一些过境的、可能适合地球居住的系外行星。这些世界代表了即将到来的美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的大气特征的重要目标。由于用于系外行星表征的可用时间有限，因此在试图探测围绕冷恒星运行的潜在类地世界的大气成分时，首先了解JWST的能力和局限性至关重要。在这里，我们探索耦合的气候化学大气模型的类地行星绕网格的M矮主机。使用新开发和验证的JWST仪器模型-JWST系外行星过境模拟器（JETS）-我们研究了各种相关仪器和观测模式的关键生物特征和可居住性指标气体物种的可检测性。考虑了光谱分辨探测情景以及特定物种的光谱影响在仪器/模式的整个范围内综合的情况，并强调了考虑在整个可观测光谱范围内获得的信息的重要性。当考虑到仪器/模式的整个光谱覆盖范围时，对于系统距离高达10-15 pc的无云类地世界，如果观测几十次凌日（或更少），就可以达到信噪比5的甲烷、二氧化碳、氧气和水的探测。当与以前的结果相比，气体物种检测所需的曝光时间取决于方法，以量化的光谱影响的物种，以及基本的光化学模型假设。因此，JWST对大气丰度的限制，即使只是上限，也有可能促进我们对陆地大气化学的理解。
2021-04-02 astro-ph.EP astro-ph.IM
The White Dwarf Opportunity: Robust Detections of Molecules in Earth-like Exoplanet Atmospheres with the James Webb Space Telescope
近期对太阳系以外生命的搜寻目前集中在围绕小M矮星运行的凌日行星上，以及在其大气层中探测生命迹象的挑战。然而，围绕白矮星（WD）运行的行星将提供一个独特的机会来描述岩石世界。第一颗围绕白矮星运行的凌日巨行星WD 1856+ 534 b的发现表明，行星质量的天体可以在白矮星附近的轨道上生存下来。WD行星和它们的宿主之间的大半径比使它们成为透射光谱学的特殊目标。在这里，我们探索的分子可探测性和大气特征的潜力，一个概念上的类地行星，在宜居带的WD 1856+534，与詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）。我们建立了这样的类地行星绕WD的大气成分可以精确地检索与JWST。我们证明了在5次过境侦察程序中可以实现H $_2$ O和CO $_2$的稳健的> 5 $σ$检测，而生物特征O $_3$ + CH $_4$和O $_3$ + N $_2$ O可以在少至25次过境中检测到> 4 $σ$。在100次传输内，N $_2$和O $_2$可被检测到> 5 $σ$。鉴于WD宜居带行星的过境时间很短（WD 1856+534约为2分钟），因此可以在小型或中型JWST透射光谱计划中实现决定性的分子检测。因此，WD宜居带中的岩石行星代表了一个很有希望的机会来描述类地行星的大气层，并探索这些世界上第二个起源的可能性。
2020-09-15 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
3-D climate simulations for the detectability of Proxima Centauri b
发现一颗围绕距离太阳最近的恒星Proxima Centauri运行的行星，为远程观测系外行星Proxima b的大气和表面开辟了新的途径。到目前为止，三维（3D）大气环流模型（GCM）是研究外大气层性质的最佳工具，等待下一代空间和地面望远镜。在这项工作中，我们使用PlanetSimulator（PlaSim），一个中等复杂度的3D GCM，一个灵活和快速的模型，适合处理行星的所有轨道和物理参数，并研究其大气的动态。假设一个类似地球的大气层和1：1的自旋/轨道配置（潮汐锁定），我们对Proxima b的模拟与一个具有超旋转大气层的昼侧开放海洋行星一致。此外，由于PlaSim对辐射转移的描述有限，我们使用光谱分辨率为1 nm的离线辐射转移程序计算了该系外行星的光谱。该谱被用来推导不同轨道倾角下的热相位曲线。结合仪器检测灵敏度，不同的热相位曲线用于评估地面水平的观测条件（例如，ELT）或在空间中（例如，JWST）。我们估计的曝光时间，以检测Proxima b（假设地球一样的气氛）在FIR与JWST与信噪比$\simeq$ 1的热相位曲线。在总噪声由散粒噪声主导的假设下，忽略产生本底噪声的其他可能的额外贡献，每个轨道时期的曝光时间等于5小时。
2021-02-05 astro-ph.EP
Effect of UV Radiation on the Spectral Fingerprints of Earth-like Planets Orbiting M dwarfs
我们模拟大气和光谱的类地行星绕着整个网格的M矮星的活跃和不活跃的恒星模型与$T_{eff}$ = 2300 K到$T_{eff}$ = 3800 K和六个观察到的MUSCLES M矮星的紫外辐射数据。我们将类地行星设置在1AU的等效距离，并显示从VIS到IR（0.4 $μ$ m - 20 $μ$ m）的光谱，以比较JWST和其他未来地面和空间任务在不同波长范围内的特征的可探测性，以表征系外地球。我们专注于可检测的大气特征，表明地球上的可居住性，即：H $_2$ O，O $_3$，CH $_4$，N $_2$ O和CH $_3$ Cl的紫外线活性水平的影响。为了观察O $_2$ /O $_3$与CH $_4$等还原物种相结合的生命特征，我们发现早期和活跃的M矮星是未来望远镜M星网格的最佳目标。O $_2$在0.76 $μ$ m处的光谱特征越来越难以在稍后M矮星的反射光中检测到，这是由于该波长区域的恒星通量较低。N $_2$ O是另一个在红外线中可检测到的生物特征，在我们的行星模型中，它在低紫外线通量的M矮星周围积累到可观察到的浓度。CH $_3$ Cl可以变得可检测，这取决于重叠N $_2$ O特征的深度。我们提出了一个光谱数据库的类地行星周围的冷恒星直接成像的行星作为一个框架，用于解释未来的光变曲线，直接成像，和二次日食测量的大气层中的类地行星在HZ设计和评估未来的望远镜的能力。
2015-06-23 astro-ph.EP
Planetary magnetosphere evolution around post-main-sequence stars
伴随着对围绕白矮星和巨星运行的行星的越来越多的探测，是关于它们的物理历史和演化的问题，特别是关于它们的大气层的可探测性和可居住性的潜力。在这里，我们确定行星磁层的大小如何随着时间的推移，从主序结束到白矮星阶段，由于猛烈的风的红巨星和渐近巨星分支恒星。通过使用半解析公式，我们研究了行星类型，行星轨道和恒星宿主质量（1- 7 Msun）的整个相关相空间。我们发现，在巨分支阶段的某个时刻，行星的磁层总是会被压扁，除非行星的磁场强度至少比木星的当前值高两个数量级。我们还表明，恒星风和密度的时间变化产生的风冲压压力的净增加，并不允许磁层保持在任何时候的磁场强度小于10^{-5} T（0.1 G）。这种缺乏保护的现象暗示，目前可能适合居住的行星围绕着白矮星运行，以前可能是不适合居住的。
2021-06-18 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Detecting the Signatures of Uranus and Neptune
自第一次发现绕类太阳恒星运行的行星径向速度以来已有15年多的时间，径向速度测量的时间基线现在已经延伸到木星类似物的轨道之外。然而，对土星轨道半径以外的系外行星轨道周期的敏感性仍然超出了我们的能力范围，因此我们可以获得的关于冰巨星绕太阳类似物的流行的线索很少。在这里，我们模拟径向速度，过境，光度相位振幅签名的太阳系巨行星，特别是天王星和海王星，并评估其可探测性。我们将这些结果用于监测低质量恒星，并将其与其他潜在方法（如天体测量和成像）的相对检测前景进行比较。这些结果定量地显示了有多少现有技术适合于探测晚型恒星雪线以外的冰巨星，以及在太阳型恒星周围探测真正的天王星/海王星类似物所面临的挑战。
2011-04-26 astro-ph.EP
The SPIRou Legacy Survey: Detection of a nearby world orbiting in the habitable zone of Gl725B achieved by correcting strong telluric contamination in near-infrared radial velocities with WAPITI
Université de Toulouse, UPS-OMP, IRAP, CNRS（图卢兹大学）；SUPA School of Physics and Astronomy, University of St Andrews（圣安德鲁斯大学物理与天文学学院）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Trottier Institute for Research on Exoplanets, Université de Montréal（蒙特利尔大学特罗蒂尔系外行星研究所）；Observatoire du Mont-Mégantic, Université de Montréal（蒙特利尔大学蒙梅吉亚克天文台）；Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, Institut Origines, LAM（艾克斯马赛大学）；Université Marie et Louis Pasteur, CNRS, Observatoire des Sciences de l’Univers THETA Franche-Comté Bourgogne, Institut UTINAM (UMR 6213)（弗朗什-孔泰-勃艮第宇宙科学观测站）
通过WAPITI方法纠正telluric污染，发现Gl725B宜居带内两颗行星，其中外行星位于宜居带。
2026-01-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Eating Planets for Lunch and Dinner: Signatures of Planet Consumption by Evolving Stars
在恒星演化的所有阶段，都可以在恒星周围观察到系外行星，在许多情况下，它们的轨道配置最终会导致行星被其宿主恒星吞没或消耗，例如热彗星或超短周期行星。此外，像被污染的白矮星这样的天体提供了强有力的证据，证明恒星消耗行星是一种常见的现象。这种消耗会导致恒星性质的一些重大变化，例如恒星自旋、光度、化学成分或质量损失过程的变化。在这里，我们探讨了这种广泛的各种影响的全面范围内的恒星和行星的质量和阶段的恒星演化，从主序星红巨星的白矮星。我们确定，行星的消耗可以导致短暂的光度特征，持续数百年到数千年的顺序，并且消耗后的恒星自旋通常可以达到分裂的速度。此外，恒星苔藓的损失可能是由于这种自旋上升，以及通过表面掠射相互作用，导致形成不寻常的行星状星云形状或准直恒星气体喷射。我们的研究结果突出了几个可观察到的恒星特征，通过这些特征可以推断出给定恒星周围是否存在或以前是否存在行星。这将为未来的观测活动提供工具，以更好地限制系外行星的人口统计，以及行星的形成和演化历史。
2019-09-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Clouds in the atmospheres of extrasolar planets. III. Impact of low and high-level clouds on the reflection spectra of Earth-like planets
我们研究了低层水和高层冰云对不同类型恒星的类地行星在可见光和近红外波段的低分辨率反射光谱和行星反射率的影响。我们使用一个一维的辐射对流稳态大气模型耦合的参数云模型，在地球大气中的观测的基础上，研究这两种云类型的反射光谱和类地太阳系外行星在低分辨率的各种类型的中心恒星的反射率的影响。我们发现，云的高散射效率基本上导致反射光的量和吸收带的相关深度基本上大于相应的晴空条件。低层云的散射光学厚度比高层云大，对光谱的影响比高层云大。云的存在大大增强了紫外-近红外波长范围内分子特征的可探测性。然而，在低分辨率反射光谱中的各种化学物种的可探测性强烈地依赖于入射恒星辐射的光谱能量分布。与反射光谱相反，光谱行星反射光谱使得分子特征能够在不直接影响恒星辐射的光谱能量分布的情况下被检测到。在这里，云增加了行星和各自中心恒星的辐射通量之间的对比度约一个数量级，但由此产生的对比度值仍然太低，无法用当前一代的望远镜观察到。
2011-08-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
TIC~257060897b: an inflated, low-density, hot-Jupiter transiting a rapidly evolving subgiant star
我们报告了一颗新的凌日系外行星的发现，该行星围绕恒星TIC~257060897运行，并使用{ \it TESS}全帧图像进行检测。我们获得了HARPS-N时间序列光谱数据，和地面光度跟踪观测，从中我们确认了凌日体的行星性质。对于主星，我们测定了T $\rm_{eff}$ =（6128 $\pm$ 57）K，log~g=（4.2 $\pm$ 0.1）和[Fe/H]=（+0.20 $\pm$ 0.04）。它是一颗中等年龄（$\sim$ 3.5~Gyr）、富含金属的次巨星，M $_{\star}$ =（1.32 $\pm$ 0.04）M $_{\odot}$，R $_{\star}$ =（1.82 $\pm$ 0.05）R $_{\odot}$。这颗凌日天体是一颗质量为m $\rm_p=$（0.67 $\pm$ 0.03）M $\rm_{j}$，半径为r $\rm_p=$（1.49 $\pm$ 0.04）R $\rm_{j}$，密度为$ρ_p$ =（0.25 $\pm$ 0.02）g cm $^{-3}$，每$\sim$ 3.66天绕恒星一周的巨行星。TIC~ 257060897 b是一个极端的星系，是迄今为止已知密度最小的星系之一。我们认为，行星半径的膨胀可能与其宿主恒星在主序外演化时光度的快速增加有关，而像TIC~ 257060897 b这样的系统可能是在低光度红巨星分支恒星周围发现…
2021-10-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
TESS Hunt for Young and Maturing Exoplanets (THYME) IV: Three small planets orbiting a 120 Myr-old star in the Pisces--Eridanus stream
年轻的系外行星可以提供对行星大气、成分和结构演化的深入了解。我们发现了年轻的行星系TOI 451（TIC 257605131，Gaia DR 2 4844691297067063424）。TOI 451是120万年前的双鱼座-波江座流（Psc-Eri）的成员。我们确认其运动学，锂丰度，以及旋转和紫外线过量的TOI 451和它的宽二进制的同伴，TOI 451 B（本身可能是一个M矮二进制）在流的成员。我们在TESS数据中确定了三颗候选行星，并通过斯皮策和地面望远镜的测光跟踪信号。该系统包括三颗经过验证的行星，周期分别为1.9、9.2和16天，半径分别为1.9、3.1和4.1地球半径。主星的质量接近太阳质量，V=11.0，H=9.3，并显示出红外线过剩，表明它是一个碎片盘。这些行星为HST和JWST的透射光谱学提供了极好的前景，为研究可能仍在发展过程中的行星大气提供了机会。
2021-02-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Let's Sweep: The Effect of Evolving $J_2$ on the Resonant Structure of a Three-Planet System
本研究针对多行星系统中的短周期行星，揭示了由磁制动导致的演化$J_2$会改变长期共振的位置与强度，进而激发行星偏心率和倾角，影响其可探测性与系统稳定性。
2023-05-04 astro-ph.EP
The Effects of Refraction on Transit Transmission Spectroscopy: Application to Earth-like Exoplanets
我们量化的折射在过境透射光谱的光谱吸收功能和时间变化，可用于获得不同恒星类型的行星轨道恒星的高度相关的光谱的影响。我们验证了我们的模型对地球的ATMOS和月食光谱的高度相关的传输光谱Palle等人。（2009）。我们进行可探测性研究，以显示折射的潜在影响，假设观测地球类似物与詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）近红外光谱仪（NIRSPEC）。由于折射，对于每个给定的行星-恒星系统，在过境期间将有一个最大的切向压力水平可以探测。我们表明，由于折射，对于在类太阳恒星的宜居带上运行的类地行星，只能探测大气的顶部0.3巴，导致吸收特征的信噪比（SNR）降低60%，对于地球来说，模拟行星在M5 V恒星的宜居带中运行，可以探测几乎整个大气层，而信噪比的降低最小。我们还表明，折射可以导致过境透射光谱的时间变化，这可能提供了一种方法来获得高度依赖的光谱系外行星大气。此外，在进入之前和在离开之后的变化提供了一种探测压力大于在运输期间可以探测的最大切向压力的方法。因此，探测大气高度的最大范围，特别是类似地球的系外行星的近地表环境，除了在过境光谱外，还需要观察过境折射光。
2014-08-15 astro-ph.EP
Exomoons in the habitable zones of M dwarfs
M矮星是银河系中大部分系外行星的宿主。其中一些行星，从次地球到超级行星，在其恒星的宜居带（HZ）轨道上运行，尽管许多行星可能具有排除宜居性的表面环境。此外，这些行星周围的系外卫星可能在很长一段时间内存在生命，因此也可能成为生物特征调查的目标。在这里，我们调查的潜在的可居住性，稳定性和探测外行星周围的外卫星绕M矮星。我们首先编制了一份已知M矮星系外行星宿主的更新列表，包括109颗恒星和205颗行星。对于每一个M矮星，我们计算和更新精确的光度与虚拟天文台光谱能量分布分析仪和盖亚DR2天文台，以确定其HZ的内部和外部边界。对于每颗行星，我们检索（或在必要时均匀估计）它们的质量和半径，计算假想卫星的长期动力学稳定性，并确定那些可以支持可居住卫星的行星。我们发现，33个系外行星候选者位于其宿主恒星的HZ，其中四个可能拥有月球到泰坦质量的系外卫星，其时间尺度超过哈勃时间。
2019-12-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Two Earth-sized planets orbiting Kepler-20
自从发现第一颗围绕类太阳恒星的太阳系外巨行星以来，不断发展的观测能力使我们更接近于探测真正的地球类似物。系外行星的大小可以通过它周期性地经过（凌日）其母恒星的前面，导致星光与其半径成比例地减少来确定。迄今为止发现的最小的系外行星的半径是地球半径（R地球）的1.42倍，因此体积是地球的2.9倍。在这里，我们报告发现了两颗行星，一颗地球大小（1.03R地球），另一颗比地球小（0.87R地球），绕着恒星开普勒-20旋转，已知开普勒-20拥有另外三颗更大的凌日行星。新行星对母恒星的引力太小，无法用现有的仪器测量。我们应用的统计方法表明，行星的过境信号的解释的可能性是大于三个数量级的替代假设，信号的结果从一个食双星。理论上，这些行星是岩石行星，由铁和硅酸盐组成。外行星可能已经形成了厚厚的水蒸气大气层。
2011-12-20 astro-ph.EP
Direct detection and characterization of M-dwarf planets using light echoes
围绕M矮星运行的系外行星是在宇宙中寻找生命的主要目标。M型矮星是活跃的，其强烈的耀斑可能会对生命的前景产生不利影响，尽管有相反的论点。在这里，我们把耀斑的优势，并描述它可以用来提高行星的可探测性的方式，在没有凌日或日冕，显着扩大可访问的发现和表征空间。耀斑产生短暂的强烈发光，之后恒星变暗。由于恒星和行星之间的光旅行时间，行星接收到高强度的脉冲，当恒星非常微弱时，它通过散射（光回波）或内在发射重新发射，从而增加了行星的可探测性。这颗行星的光回波发射可以通过时间延迟、多普勒频移、空间位移和偏振来区分，每一个都可以提高行星对恒星的对比度。散射光可以在一个尺度因子内揭示行星的光谱，并且很可能是偏振的。内在的发射机制包括由强烈的LyAlpha和LyBeta耀斑发射产生的多分子氢和中性氧谱线的荧光泵浦、电离和光解物质的复合辐射以及大气过程，如地球高层大气气辉和近红外羟基发射。我们讨论了检测光回波的可行性，发现在有利的情况下，回波检测是可能的。
2018-01-03 astro-ph.EP
Feasibility Studies for the Detection of $O_2$ in an Earth-like Exoplanet
我们提出了模拟的结果，$O_2$在大气中的地球双胞胎周围的低质量恒星使用高分辨率透射光谱的探测能力。我们探索这种探测能力与即将到来的三个极大望远镜（ELT），即GMT，TMT和E-ELT，和高分辨率光谱仪，假设这些仪器将在所有ELT。通过这些模拟，我们扩展了以前的研究，考虑到大气折射的传输光谱的外地球和观测的白噪声和红噪声的贡献。我们的研究表明，在M矮星周围的地球孪星的大气中检测$O_2$所需的凌日次数远远高于Snellen等人（2013）估计的凌日次数。此外，我们的模拟表明，当占典型的噪声水平与观测在光学和近红外，$O_2$ A波段在760 nm是更有利的检测系外行星的信号比$O_2$波段在1268 nm的所有光谱型，除了M9 V。我们的结论是，除非出现不可预测的仪器限制，实施预狭缝光学，如图像切片器似乎是关键，显着提高产量的这个特定的科学案例。然而，即使在最乐观的情况下，我们也可以得出结论，只有当地球围绕一颗明亮的近距离（d $\le$ 8 pc）M矮星运行，且其光谱型晚于M3时，才能用ELT在双地球的大气中探测到$O_2$。
2013-12-05 astro-ph.EP
The Great Escape II: Exoplanet Ejection from Dying Multiple Star Systems
太阳系外的行星和碎片带围绕后主序星的单个恒星运行，随着恒星质量的减少，这些行星和碎片带可能会变得不受约束。在多恒星系统中，额外恒星的存在或共同演化会使轨道激发和逃逸的前景显着复杂化。在这里，我们调查的多相，非线性质量损失的动力学后果，并建立一个标准的任何恒星的多重性系统，以保留一个行星的轨道周围的所有母星。对于变成白矮星的单颗恒星，这个标准可以与拉塞卡极限结合起来，建立行星保留的最大允许质量损失率。然后，我们将该标准应用于整个恒星质量相空间中不断发展的二元系统中的环联星行星。通过大约10^5颗恒星演化轨迹的实现，我们将行星抛射前景描述为双星分离、恒星质量和金属丰度的函数。这项研究表明，居住在距离恒星中心集中的几十个天文单位的行星很容易在各种各样的多系统中逃逸。此外，对于给定的系统质量，行星更容易从多个恒星系统而不是从单个恒星系统中弹射出来。对于质量大于2个太阳质量的系统，多恒星系统代表了自由浮动行星的更大来源。
2012-02-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spectral Fingerprints of Earth-like Planets Around FGK Stars
我们提出了一个类地行星的模型大气绕整个网格的主序星FGK有效温度范围从Teff = 4250 K Teff = 7000 K在250 K的间隔。我们在从VIS到IR（0.4 μm - 20 μm）的1AU等效距离处对清晰和多云大气中的类地行星的远程可探测光谱进行建模，以根据JWST和未来的设计概念来表征系外地球，从而比较不同波长范围内特征的可探测性。我们还探讨了恒星的紫外线水平以及光谱能量分布对陆地大气的影响，集中在可检测的大气特征，表明地球上的可居住性，即：H2O，O3，CH 4，N2 O和CH 3Cl。UV的增加主导O3、OH、CH 4、N2 O和CH 3Cl的变化，而恒星温度的增加主导H2O的变化。随着恒星有效温度和相应的紫外线增加，由于更大部分的恒星通量在短波长下反射，以及增加的光解作用，行星的地面温度降低。类地大气模型显示，随着主序星有效温度的升高，O3和OH含量增加，平流层CH 4、N2 O、CH 3Cl和对流层H2O含量减少，平流层H2O含量增加。另一方面，相应的光谱特征根据观察到的波长显示出不同的可探测性。我们专注于直接成像的行星在这里作为框架来解释未来的光变曲线，直接成像和二次日食测量的大气中的类地行星在HZ在不同的轨道位置。
2012-12-11 astro-ph.EP
Extrasolar planet population synthesis III. Formation of planets around stars of different masses
我们将Mordasini等人（2009）提出的模型扩展到围绕不同质量恒星的行星的形成。我们讨论了由此产生的合成行星人口的质量，轨道和金属丰度分布的属性。我们使用的人口合成计算是基于Alibert等人（2005 a）开发的行星形成模型，该模型自洽地考虑了演化中的原行星盘中的行星增长和迁移。使用这个模型，我们生成的合成人口的行星，他们的成长在大量的原行星盘，其属性（质量和寿命）选择在蒙特卡洛的方式使用来自观测的概率分布。我们表明，原行星盘质量与中心恒星质量的比例对由此产生的行星种群的性质有直接和巨大的影响。特别是，观测到的围绕0.5 Msun恒星的大质量行星的缺乏可以直接解释为仅比线性标度稍微陡峭的结果。观测到的缺乏短周期行星轨道2.0 Msun恒星也可以归因于这种缩放，但只有当与减少的平均磁盘寿命的恒星质量大于1.5 Msun。最后，我们表明，我们的合成行星的最小质量和半长轴的分布与观测统计可比。
2011-01-03 astro-ph.EP
Up to four planets around the M dwarf GJ 163. Sensitivity of Bayesian planet detection criteria to prior choice
系外行星多普勒巡天是目前探测附近恒星低质量伴星的最有效手段。在这些恒星中，轻M矮星提供了最高的灵敏度来探测低质量的系外行星候选者。越来越多的证据表明，这些低质量行星中有相当一部分是在高度多重性的行星系中发现的。GJ 163是附近一颗不活跃的M矮星，有大量的公共观测是使用HARPS摄谱仪获得的。我们从GJ 163的HARPS公开谱中获得并分析了它的径向速度，并研究了围绕它运行的行星伴星的存在。由于先验选择的影响以前没有被彻底研究过，我们研究了不同的先验密度对GJ 163周围行星候选者的可探测性的影响。我们使用贝叶斯工具，即后验抽样和模型比较，分析GJ 163的速度。我们考虑模型解释后续测量的可能相关性。我们还搜索活动相关的对应信号，我们观察和测试的动力学稳定性的行星系对应于我们的解决方案，使用直接的轨道数值积分。我们发现至少有三颗行星候选者围绕GJ 163运行。第四颗行星的存在得到了数据的支持，但支持相应模型的证据尚未得出结论。该系统第二个最内层的行星候选者，轨道周期为25.6天，最小质量为8.7 Me，位于恒星的液态水宜居带内。
2013-06-07 astro-ph.EP
Modeling Indications of Technology in Planetary Transit Light Curves -- Dark-side illumination
我们分析了地外文明使用轨道镜照亮同步旋转行星的黑暗面对行星过境光变曲线的潜在影响。以前基于行星尺度工程的副作用来探测文明的努力集中在影响宿主恒星输出的结构上（例如戴森球）。然而，较年轻的文明可能在工程方面不那么先进，但仍然能够将小型航天器送入轨道。由于M型矮星是太阳附近最常见的恒星类型，因此似乎有许多最近的可居住行星围绕着昏暗的低质量M型恒星运行，并且将同步旋转。从逻辑上讲，在这样一颗行星上进化的文明可能会受到启发，通过在L2拉格朗日点放置一个大镜子来照亮他们星球的黑暗面，或者发射一个小的薄镜子舰队进入行星轨道。我们简要地研究了这样一个轨道镜集合的要求和工程挑战，然后探讨它们对过境光变曲线的影响。我们将恒星边缘变暗和模型的一个简单的镜像舰队的影响，为过境的类地（R = 0.5至2 R_地球）行星，将同步旋转的轨道内的宜居带的主恒星。虽然这样的装置在开普勒数据中无法检测到，但JWST将提供必要的灵敏度来检测围绕附近恒星运行的类似地球的可居住行星的镜子舰队。
2018-06-06 astro-ph.EP
The HARPS search for southern extra-solar planets XXXV. The interesting case of HD41248: stellar activity, no planets?
寻找围绕贫金属恒星运行的行星对于我们理解行星形成模型至关重要。然而，到目前为止，还没有专门的搜索进行过非常低质量的行星绕着这样的物体。因此，只有少数几个低质量行星围绕贫金属恒星运行的情况是已知的。其中，HD 41248是一个贫金属，太阳型恒星上的一对共振的超级地球类行星在本论文中，我们提出了一个新的行星搜索计划，是使用HARPS摄谱仪搜索海王星和超级地球轨道上的一个样本的贫金属FGK矮星。然后，我们提出了一个详细的分析HD 41248的额外的162径向速度测量，在这个程序中获得的，与确认所提出的行星系的存在的目标。我们分析了精确的径向速度，与HARPS摄谱仪，连同几个恒星活动诊断和线轮廓指标。仔细的分析表明，没有证据表明存在先前宣布的行星系。其中一个信号的周期约为25天，显示与恒星的旋转周期有关，并且在一些活动代理中可以清楚地看到。在新数据集中无法令人信服地检索到剩余信号（P~18天）。我们讨论了在HD 41248的数据中观察到的复杂（演变）信号的可能原因，提出它们可以通过具有强差分旋转的恒星表面上的活动区域的出现和消失来解释，或者通过稀疏数据采样和活动区域演变的组合来解释。
2014-04-24 astro-ph.EP
Evolving magnetic lives of Sun-like stars. I. Characterisation of the large-scale magnetic field with Zeeman-Doppler imaging
本文利用塞曼-多普勒成像表征了11颗类太阳恒星的大尺度磁场及其随年龄和自转的演化，揭示了多极分量与短期变化，为理解系外行星早期宜居性环境提供约束。
2025-07-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbital decay of short-period gas giants under evolving tides
在行星形成和演化理论的背景下，人们广泛研究了许多在近轨道上的巨行星的发现以及行星和恒星潮汐对其随后轨道衰变的影响。行星轨道靠近他们的主恒星经历近距离接触，大气光蒸发，轨道演化和潮汐相互作用。在许多理论研究中，假设气体巨星的内部性质在轨道演化过程中保持不变。在这里，我们提出了一个模型，允许行星半径的变化以及行星和恒星的耗散参数的变化，所造成的行星的收缩和变化的旋转速率从强大的潮汐场。在这个半解析模型中，与不考虑这些瞬时变化的模型相比，巨行星经历了慢得多的潮汐诱导圆化。我们预测，偏心阻尼时间尺度增加约一个数量级，在最极端的情况下，过于膨胀的行星，大偏心率，当行星的潮汐特性计算根据其内部结构组成。这一发现可能对解释已知巨行星的周期偏心率分布具有重要意义，因为它可以自然地解释目前已知的大量非圆化的近周期。此外，这项工作可能有助于限制一些行星内部的模型，并有助于更好地了解潮汐如何影响太阳系外系统的轨道演化。
2019-11-27 astro-ph.EP
The Frequency of Low-mass Exoplanets
我们报告了英澳望远镜洛基行星搜索的第一个结果-一个密集的，高精度的多普勒行星搜索，目标是连续48个夜间观测区块的低质量系外行星。在这次运行中，我们瞄准了从英澳行星搜索的主要样本中选出的24颗明亮，附近和本质稳定的类太阳恒星。这些观测已经发现了一颗其他地方报道的低质量行星（HD 16417 b），在这里我们再次确认了HD 4308 b的发现。此外，我们还使用蒙特卡罗方法对逐星运行的数据进行了模拟，以产生强大的检测约束。这些模拟表明，由于采样、数据质量和恒星内在稳定性的差异，不同恒星的系外行星可探测性函数存在明显差异。它们加强了逐星模拟在解释多普勒行星搜索数据时的重要性。模拟表明，对于我们的一些目标恒星，我们对小到几个地球质量的近轨道行星很敏感。我们的24颗恒星样本中存在的两颗低质量行星表明，在低质量时系外行星最小质量函数很可能是平坦的α ~ -1（对于与M^alpha成比例的dN/dM）和15+/-10%（α =-0.3）和48+/-34%（α =-1.3）的恒星拥有轨道周期小于16天的行星，最小质量大于3地球。
2009-06-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Updated Studies on Exomoons in the HD 23079 System
我们重新评估可能的外卫星轨道的径向速度行星在HD 23079系统中发现的稳定性的外缘。在这个系统中，一颗太阳型恒星在恒星外部的可居住带宜居带中拥有一颗质量为100亿的行星，其轨道接近圆形。利用$N$ -体和潮汐迁移模拟，考虑了大范围的初始条件，包括逆行和逆行轨道，推导了外卫星的外稳定性极限。特别是，我们通过评估卫星平均异常中的许多值来扩展以前的工作，以识别和排除准稳定区域。这个系统的未来观测可以利用我们的结果，通过一个比例因子相对于目前测得的最小质量。使用一个恒定的时间滞后潮汐模型（Hut 1981），我们发现系统内合理的潮汐相互作用不足以引起显着的向外迁移的理论稳定性极限。虽然目前的技术是无法检测exoons在这个系统中，我们评论的推定卫星的可探测性，通过多普勒监测直接成像观测，在未来的研究能力。
2021-10-19 astro-ph.EP
Orbital and physical properties of planets and their hosts: new insights on planet formation and evolution
我们探索行星的物理和轨道性质与其宿主恒星性质之间的关系，以识别行星系形成和演化过程的主要可观测特征。我们使用了一个大样本的FGK矮行星主机与恒星参数来自一个均匀的方式从SWEET-Cat数据库研究恒星金属丰度和行星的位置之间的关系在周期-质量图。在第二部分中，我们使用所有的RV检测到的行星绕FGK恒星探索行星盘和行星行星的相互作用的质量超过1 MJup的行星的轨道性质的演变的作用。我们发现，行星轨道的贫金属恒星有更长的周期比那些富含金属的系统。该趋势对质量至少从10 MEarth到4 MJup有效。围绕富含金属的恒星运行的类地行星的周期总是比围绕贫金属恒星运行的行星的周期短（少于20天）。我们还发现了统计学上的显著证据表明，非常高质量的巨人平均有更多的偏心轨道比巨行星具有较低的质量。最后，我们表明，偏心率的行星质量高于4兆焦耳的行星往往是较低的行星周期较短。我们的研究结果表明，P-MP图中的行星由于在广泛的行星质量范围内运行的机制而演变不同。这种机制是强或弱取决于各自系统的金属丰度。一种可能性是，在贫金属盘中的行星形成于离中心恒星更远的地方，或者它们形成得更晚，没有时间像富金属系统中的行星那样迁移得更远。非常高质量的行星系的趋势和依赖关系表明，行星盘相互作用是一个非常重要的和轨道成形机制的行星在高质量域。缩短
2013-11-12 astro-ph.EP
The early Earth as an analogue for exoplanetary biogeochemistry
本文利用地球地质生物演化记录，探讨早期地球作为系外行星研究的参考点，分析了控制大气演化的生物与非生物机制，并指出早期大气生物标志的可探测性受生物演化与构造背景共同控制。
2024-04-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
In situ accretion of gaseous envelopes on to planetary cores embedded in evolving protoplanetary discs
核心吸积假说认为，具有显著气体包层的行星在岩石/冰核形成后从原行星盘吸积它们。观测表明，这样的系外行星存在于广泛的轨道半径范围内，但不知道它们是否在原地吸积了它们的包层，或者起源于其他地方并迁移到它们目前的位置。我们认为嵌入在不断发展的粘性光盘，进行气体信封吸积原位轨道半径范围内$0.1-10\rm au$的固体核心的演变。此外，我们确定长期演化的行星，没有失控的气体吸积阶段后盘分散。我们发现：（1）具有$5 \rm M_{\oplus}$核的行星不会发生失控吸积。最大的包层包含了$2.8 \rm M_{\oplus}$，行星的轨道是$10 \rm au$。(ii)在$10 \rm M_{\oplus}$和$15 \rm M_{\oplus}$内核上的增加更有效。对于轨道半径$a_{\rm p} \ge 0.5 \rm au$，$15 \rm M_{\oplus}$核心总是经历失控的气体吸积。对于$a_{\rm p} \ge 5 \rm au$，除了一个核心之外，所有的$10 \rm M_{\oplus}$核心都经历了失控的气体吸积。没有行星在$a_{\rm p} = 0.1 \rm au$经历过失控的增长。(iii)我们发现，光盘分散后，行星与显着的气体信封冷却和收缩陀螺时间尺度，收缩时间敏感的不透明度假设。我们的研究结果表明，核心质量$\lesssim 15 \rm M_{\o…
2017-05-23 astro-ph.EP
Formation of massive planets in binary star systems
到今天为止，已经在双星系统中发现了40多个行星系。在所有的情况下，配置似乎是拱星，其中行星轨道围绕其中一颗恒星，作为一个摄动的第二。由于伴星的引力作用于原行星盘的动力学，在双星系统中形成行星比在单星周围形成行星要困难得多。在这篇文章中，我们首先简要介绍了双星系统中行星的相关观测证据。然后，通过完全流体动力学模拟，分析次级伴星对拱星盘的动力学影响。我们证明，磁盘变得偏心，并显示出一致的进动周围的主要恒星。最后，充分流体动力学模拟嵌入在磁盘中的双星系统的原行星。我们研究如何轨道演化的原行星胚胎和他们的质量增长，从核心到大规模的行星可能会受到影响，在这个非常动态的环境。我们特别考虑的是围绕造父变星系统中主星运行的行星。
2009-10-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Stellar Activity of TRAPPIST-1 and Consequences for the Planetary Atmospheres
由M型矮星所承载的行星的特征，比起那些围绕较大恒星的行星，更容易被凌日光度法和径向速度法侦测到。最近，凌日测光被用来发现7颗行星围绕晚M矮星TRAPPIST-1运行。TRAPPIST-1的三颗行星落在宜居带，在适当的行星条件下，行星表面可能存在液态水。我们的目标是通过研究恒星的活动及其对行星的影响来研究TRAPPIST-1行星的可居住性。我们分析了先前发表的空间和地面光变曲线，并显示了TRAPPIST-1的光度测定旋转周期似乎随着时间的推移而变化，这是由于复杂的，不断变化的表面活动。TRAPPIST-1表面的剧烈变化表明，光度测定的自转周期对于这颗恒星和类似的活跃恒星来说可能不可靠。虽然恒星的活动很低，但我们使用“宇宙海岸线”的前提来提供证据，证明TRAPPIST-1环境可能导致极紫外恒星辐射侵蚀可能的行星大气。
2017-11-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
