TNG的GAPS计划LXXIX：通过HARPS-N长期径向速度监测对V1298 Tau系统中幼年行星的新质量约束
The GAPS programme at TNG LXXIX. New mass constraints for the infant planets in the V1298 Tau system through a long-term radial velocity monitoring with HARPS-N
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中文总结 AI 辅助
本研究通过HARPS-N长期径向速度监测，结合N体模拟与多维高斯过程回归，为V1298 Tau系统中四颗幼年行星提供了新的质量约束，其中行星b和e的质量被测量为巨行星量级，显著高于仅基于凌星时间变化得出的低密度“超级蓬松”行星结论。
中文摘要 AI 辅助
我们旨在通过均匀径向速度数据集的新分析，约束围绕幼年（$20\pm10$ Myr）恒星V1298 Tau的四颗已确认凌星行星（轨道周期$P_b\sim$24.1天，$P_c\sim$8.2天，$P_d\sim$12.4天，$P_e\sim$48.7天）的动力学质量。该系统是测试行星形成和早期演化模型的关键基准。我们分析了在4.5年时间跨度内使用HARPS-N光谱仪收集的超过380个高分辨率光谱。为了考虑主要的恒星活动和由凌星时间变化推导的行星-行星相互作用，我们分析了使用两种不同方法提取的径向速度，并将N体模拟与多维高斯过程回归相结合。我们测试了一组光谱和光度活动诊断指标，以减轻恒星磁活动在径向速度时间序列中的变异性。质量测定对径向速度提取方法和活动诊断指标的选择敏感。对于某些特定模型，我们测量到了行星b（$0.52^{+0.12}_{-0.14}$、$0.65^{+0.21}_{-0.18}$、$0.67\pm0.16$和$0.78^{+0.19}_{-0.20}$ $M_{\rm Jup}$）和行星e（$0.40^{+0.14}_{-0.13}$、$0.66^{+0.17}_{-0.18}$和$0.71\pm0.20$ $M_{\rm Jup}$）的质量，显著性为3.5--4$\sigma$。这些值与巨行星的质量相容，并且明显高于最近仅从凌星时间变化推导出的值，后者表明这些是低密度“超级蓬松”行星。注入-恢复模拟对行星b的这一结论提供了适度支持。对于行星c和d，我们主要提供了更新的质量上限。我们的分析代表了一项探索性研究，以解决在具有高水平恒星活动的多行星系统中质量测量的复杂问题。
英文摘要
We aim to constrain the dynamical masses of the four confirmed transiting planets orbiting the infant ($20\pm10$ Myr) star V1298,Tau (orbital periods $P_b\sim$24.1 d, $P_c\sim$8.2 d, $P_d\sim$12.4 d, and $P_e\sim$48.7 d), through a new analysis of a homogeneous radial velocity dataset. This system is a key benchmark for testing formation and early-stage evolutionary models of planets. We analysed more than 380 high-resolution spectra collected with the HARPS-N spectrograph over a time span of 4.5,yr. To account for dominant stellar activity and transit-timing-derived planet-planet interactions, we analysed radial velocities extracted using two different approaches, and combined N-body simulations with multi-dimensional Gaussian process regression. We tested a set of spectroscopic and photometric activity diagnostics to mitigate the variability due to the stellar magnetic activity in the radial velocity time series. The mass determinations are sensitive to the choice of the radial velocity extraction method and activity diagnostics. For some specific models, we measured masses with a significance of 3.5--4$σ$ for planets b ($0.52^{+0.12}{-0.14}$, $0.65^{+0.21}{-0.18}$, $0.67\pm0.16$, and $0.78^{+0.19}{-0.20}$ $M_{\rm Jup}$) and e (0.40$^{+0.14}{-0.13}$, 0.66$^{+0.17}{-0.18}$, and $0.71\pm0.20$ $M_{\rm Jup}$). These values are compatible with masses of giant planets, and are notably higher than those recently derived from transit timing variations alone, which indicate that these are low-density ``super-puffy'' planets. Injection-and-recovery simulations moderately support this conclusion for planet b. For planets c and d, we primarily provide updated mass upper limits. Our analysis represents an exploratory study to address the complex issue of mass measurement in a multi-planetary system characterised by high levels of stellar activity.
发表机构
- INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino（意大利国家天体物理研究所都灵天文台）
- Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学物理与天文学系）
- INAF – Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）
- INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo（意大利国家天体物理研究所巴勒莫天文台）
- Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利群岛天体物理研究所）
- Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna（拉各纳大学天体物理学系）
- Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院空间研究所所长）
- Light Bridges, S.L.（Light Bridges有限公司）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
