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结合 CHEOPS 观测对 WASP-47 系统的新动力学建模

地球与行星天体物理 2023-05-10 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

在数百颗已知热木星(HJ)中,仅五颗被发现拥有短周期轨道的伴星。在这一罕见的多行星系统类中,WASP-47 的构型是独特的,其宿主一颗 HJ(-b 行星)同时拥有内侧和外侧的次海王星质量伴星(分别为 -e 和 -d)以及一颗额外的非凌星长周期巨行星(-c)。行星 -b 与 -d 之间较小的周期比增强了凌星时间变分(TTV)信号,使得结合视向速度(RV)技术可靠测量这些行星质量成为可能。本文中,我们呈现 WASP-47b 和 WASP-47-d 新的空间与地面测光数据,包括来自 ESA 任务 CHEOPS 的 11 条未发表光变曲线。我们将光变曲线与所有公开数据一同均匀分析,以对 TTV 和 RV 信号进行全局 NN 体动力学建模。除其他参数外,我们推得行星 -d 的质量与密度分别为 Md=15.5±0.8M_\mathrm{d}=15.5\pm 0.8 MM_\oplusρd=1.69±0.22\rho_\mathrm{d}=1.69\pm 0.22 g\,cm3^{-3},与文献吻合良好且符合类海王星组成。对于内侧行星(-e),我们发现其质量与密度为 Me=9.0±0.5M_\mathrm{e}=9.0\pm 0.5 MM_\oplusρe=8.1±0.5\rho_\mathrm{e}=8.1\pm 0.5 g\,cm3^{-3},暗示为类地组成,接近其他处于相似辐照水平的超热行星。尽管该结果与先前 RV+TTV 研究一致,却与最新的 RV 分析(2.8σ\sigma)不符,后者给出与纯硅酸盐组成相容的更低密度。这一分歧凸显了 RV 与 TTV 测量间疑似系统偏移这一尚未解决的问题。本文中我们还显著改进了所有凌星行星的轨道星历,这对任何未来跟踪观测都至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.01352,
  title  = {A new dynamical modeling of the WASP-47 system with CHEOPS observations},
  author = {V. Nascimbeni and L. Borsato and T. Zingales and G. Piotto and I. Pagano and M. Beck and C. Broeg and D. Ehrenreich and S. Hoyer and F. Z. Majidi and V. Granata and S. G. Sousa and T. G. Wilson and V. Van Grootel and A. Bonfanti and S. Salmon and A. J. Mustill and L. Delrez and Y. Alibert and R. Alonso and G. Anglada and T. Bárczy and D. Barrado and S. C. C. Barros and W. Baumjohann and T. Beck and W. Benz and M. Bergomi and N. Billot and X. Bonfils and A. Brandeker and J. Cabrera and S. Charnoz and A. Collier Cameron and Sz. Csizmadia and P. E. Cubillos and M. B. Davies and M. Deleuil and A. Deline and O. D. S. Demangeon and B. -O. Demory and A. Erikson and A. Fortier and L. Fossati and M. Fridlund and D. Gandolfi and M. Gillon and M. Güdel and K. G. Isaak and L. L. Kiss and J. Laskar and A. Lecavelier des Etangs and M. Lendl and C. Lovis and R. Luque and D. Magrin and P. F. L. Maxted and C. Mordasini and G. Olofsson and R. Ottensamer and E. Pallé and G. Peter and D. Piazza and D. Pollacco and D. Queloz and R. Ragazzoni and N. Rando and F. Ratti and H. Rauer and I. Ribas and N. C. Santos and G. Scandariato and D. Ségransan and A. E. Simon and A. M. S. Smith and M. Steinberger and M. Steller and Gy. M. Szabó and N. Thomas and S. Udry and J. Venturini and N. A. Walton and D. Wolter},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.01352},
  year   = {2023}
}

备注

17 pages, 8 figures, 10 tables, A&A in press. Typos corrected