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利用开普勒数据在系外卫星走廊内搜寻凌星时间变化

地球与行星天体物理 2022-12-07 v1

摘要

系外卫星会在母行星上产生凌星时间变化(TTV),而由于其欠采样特性,无论系外卫星的群体分布如何,此类 TTV 中有一半会表现为 2 到 4 个周期的频率范围。在此,我们检索已发布的开普勒 TTV 数据以寻找此类信号,应用一系列显著性与稳健性检验,并对候选信号进行独立的光变曲线分析。利用原始凌星时间,我们识别出 11 颗具有稳健、显著且快速(PTTV<4P_{TTV}<4 周期)TTV 信号的(表面上的)单行星。然而,其中仅有 5 颗在针对原始测光数据的独立分析中被复现,这凸显了此类检验的重要性。存活下来的信号接受了额外的三项统计检验组合,以确保信号显著性、预测能力以及与系外卫星的一致性。KOI-3678.01(先前已验证为 Kepler-1513b)是唯一通过每一项检验的案例,其展现出高度显著(>20 sigma)的 TTV 信号,其周期性、振幅与形状均与系外卫星所致者一致。我们的分析发现该行星为 8.20.5+0.78.2_{-0.5}^{+0.7} RR_{\oplus},以 0.530.03+0.040.53_{-0.03}^{+0.04} AU 的轨道半径绕一颗晚 G 型矮星运行。在预测行星质量后,我们期望其能够维持至少一颗 0.3 MM_{\oplus} 的系外卫星达 5 Gyr,且该 TTV 信号对应低至 0.75 倍月球质量的卫星质量。因此我们鼓励针对这一独特信号开展后续观测与动力学分析,但在获得此类数据前仍持怀疑态度。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.06210,
  title  = {A search for transit timing variations within the exomoon corridor using Kepler data},
  author = {David Kipping and Daniel A. Yahalomi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.06210},
  year   = {2022}
}

备注

Accepted to MNRAS. Code and posteriors available at https://github.com/CoolWorlds/fastTTVs