通过TTV揭示7.7年轨道的穿越巨型星体

我们报告了对TOI-201 c 的检测与表征，该星体是围绕温暖型木星TOI-201 b 的长期穿越伴侣。其存在首先从TOI-201 b的高幅度穿越时序变动（TTVs）中推断得出，指向一条约为 $7.7^{+1.0}_{-0.6}$ 年的偏心轨道的巨型外星体。这一预测在TESS观测到TOI-201 c的穿越时得到了确认，从而精确限定了其轨道几何参数。通过对TTVs、穿越光度测量和历档径向速度进行联合拟合，我们确定了质量为 $14.2^{+1.0}_{-1.2}$ $M_{\rm Jup}$，偏心率为 $0.643^{+0.009}_{-0.021}$。两颗行星b和c之间的互相对夹角为 $2.9^{+4.8}_{-4.4}$ 度，表明其几乎共面。长期数值积分确认其在十亿年尺度上的动力学稳定性，并预测TOI-201 b的穿越将在数千年内停止。TOI-201 c位列已知属性较为完善的最长周期穿越行星之列。其通过TTV检测后获得确认穿越，代表了一种罕见的观测序列，凸显了TTV和光度监测在发现遥远伴侣方面的潜力。该TOI-201系统为测试巨型行星形成、迁徙和多星系中的 secular 进化提供了宝贵的实验平台。