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更精确的 GJ 1214 b 质量及中 M 型矮星周围多行星系统频率

地球与行星天体物理 2021-10-13 v1

摘要

我们呈现实用 HARPS 光谱仪十年间所取 165 个径向速度(RV)测量精炼包络类地行星 GJ 1214 b 质量与轨道的密集工作。我们对 RV 与存档 Spitzer/IRAC 凌星进行联合分析,测得行星质量与半径为 8.17±0.43M8.17\pm 0.43 M_{\oplus}2.7420.053+0.050R2.742^{+0.050}_{-0.053} R_{\oplus}。假设 GJ 1214 b 为被 H/He 包层包裹的地球样核,我们测得包层质量分数 Xenv=5.240.29+0.30X_{\rm env}= 5.24^{+0.30}_{-0.29}%。GJ 1214 b 仍是包络类地行星二次掩食观测的优先目标,其调度受益于我们对轨道偏心率 <0.063<0.063(95% 置信度)的严格约束,这将二次掩食窗口收窄至 2.8 小时。通过将 GJ 1214 与其他具有密集 RV 跟进的中 M 型矮星凌星系统结合,我们计算出含多个小行星的中 M 型矮星行星系统频率,发现已知拥有质量 [1,10]M\in [1,10] M_{\oplus}、轨道周期 [0.5,50]\in [0.5,50] 天行星的中 M 型矮星中,9021+590^{+5}_{-21}% 至少还宿主一颗额外行星。我们在 10 天内排除 GJ 1214 周围低至 3M3 M_{\oplus} 的额外行星,故在此限度内 GJ 1214 为单行星系统,鉴于中 M 型矮星周围多行星系统普遍性,此结果概率为 445+944^{+9}_{-5}%。我们还研究中 M 型矮星 RV 系统,表明所有报道的 RV 行星候选体均为真实行星的概率在 99% 置信度下 <12<12%,尽管该统计论证无法识别可能的假阳性。

关键词

引用

@article{arxiv.2107.14732,
  title  = {A More Precise Mass for GJ 1214 b and the Frequency of Multi-Planet Systems Around Mid-M Dwarfs},
  author = {Ryan Cloutier and David Charbonneau and Drake Deming and Xavier Bonfils and Nicola Astudillo-Defru},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2107.14732},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted for publication in AAS journals. 16 pages (main) + 16 pages (appendices), 9 figures (main) + 24 figures (appendix B). Two additional figures in appendix B could not be included due to compilation errors. These figures are included in the source files