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在 V1298 Tau 系统中搜寻行星亚稳态氦吸收

地球与行星天体物理 2021-11-17 v1

摘要

在生命早期,行星承受来自宿主恒星的极端电离辐射。对于具有原初富氢氦包层的行星,这可能导致显著的质量损失。对年轻行星系统中大气逃逸的直接观测有助于阐明这一行星演化的关键阶段。在本工作中,我们搜寻围绕年轻类太阳恒星 V1298 Tau 运行的三颗行星在凌星期间的亚稳态氦吸收——这是逃逸大气中稀薄气体的示踪剂。我们利用 HET/HPF 表征恒星氦谱线,发现其在数天到数月的时标上演化显著。该谱线在小时尺度上稳定,除在恒星耀斑衰减阶段拍摄的一组光谱外,其中吸收随时间增加。利用光束整形漫射器与以氦特征为中心的窄带滤光片,我们用 Palomar/WIRC 观测了四次凌星:行星 d(P=12.4P = 12.4 天)的两次部分凌星、行星 b(P=24.1P = 24.1 天)的一次部分凌星,以及行星 c(P=8.2P = 8.2 天)的一次完整凌星。我们未探测到行星 c 的凌星,且发现行星 b 无超额吸收证据,在我们的波段内 ΔRb/R<0.019\Delta R_\mathrm{b}/R_\star<0.019。我们发现行星 d 有一个 tentative 吸收信号,ΔRd/R=0.0205±0.054\Delta R_\mathrm{d}/R_\star = 0.0205\pm0.054,但最佳拟合模型需要在两个月时标上有显著的(-100±\pm14 min)凌星计时偏移。尽管如此,我们的数据表明 V1298 Tau d 可能具有极高的当前质量损失率,这使其成为优先的后续观测目标。

关键词

引用

@article{arxiv.2108.05358,
  title  = {A Search for Planetary Metastable Helium Absorption in the V1298 Tau System},
  author = {Shreyas Vissapragada and Guðmundur Stefánsson and Michael Greklek-McKeon and Antonija Oklopcic and Heather A. Knutson and Joe P. Ninan and Suvrath Mahadevan and Caleb I. Cañas and Yayaati Chachan and William D. Cochran and Karen A. Collins and Fei Dai and Trevor J. David and Samuel Halverson and Suzanne L. Hawley and Leslie Hebb and Shubham Kanodia and Adam F. Kowalski and John H. Livingston and Marissa Maney and Andrew J. Metcalf and Caroline Morley and Lawrence W. Ramsey and Paul Robertson and Arpita Roy and Jessica Spake and Christian Schwab and Ryan C. Terrien and Samaporn Tinyanont and Gautam Vasisht and John Wisniewski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2108.05358},
  year   = {2021}
}

备注

13 pages, 4 figures, accepted to AJ