低密年轻行星 DS Tuc A b 的质量、大气成分与演化限制
地球与行星天体物理
2021-06-09 v2
摘要
我们利用 ESO-3.6m 上的 HARPS 对年龄 40 Myr 的恒星 DS Tuc A 进行了视向速度(RV)监测，以确定其最先由 TESS 发现的周期 8.14 天的行星质量。我们还利用 ESO-VLT 上的 HARPS 与 ESPRESSO 观测了两次行星凌星，以测量 Rossiter-McLaughlin (RM) 效应并刻画行星大气。我们通过 XMM 观测测量了宿主星的高能辐射，以研究大气蒸发模型。我们采用高斯过程(GP)回归来建模恒星活动的高水平噪声，其幅度超过预期 RV 行星信号 40 倍以上。我们从 ESPRESSO 数据中提取了 DS Tuc A b 的透射光谱，并通过单线反演以及与一组理论模板做互相关来搜寻大气元素/分子。通过一系列模拟，我们评估了由强 XUV 恒星辐照引起的行星大气光致蒸发的不同情形。尽管恒星活动使我们未能从 RV 中清晰探测到行星信号，我们给出了 DS Tuc A b 质量上限 14.4 M_e 的稳健限制。我们还确认该行星系统几乎(但不完全)对齐。强烈的恒星活动阻碍了任何大气成分的探测，这与文献中其他研究一致。我们的模型网格所预期的 DS Tuc A b 演化表明，光致蒸发阶段后的行星半径将落入 Fulton 间隙。将已知年轻凌星行星的可用参数与其成熟对应体的分布比较，证实前者具有低密度特征，而 DS Tuc A b 是密度最低者之一。
引用
@article{arxiv.2103.12922,
title = {Constraints on the mass and atmospheric composition and evolution of the low-density young planet DS Tuc A b},
author = {S. Benatti and M. Damasso and F. Borsa and D. Locci and I. Pillitteri and S. Desidera and A. Maggio and G. Micela and S. Wolk and R. Claudi and L. Malavolta and D. Modirrousta-Galian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.12922},
year = {2021}
}
备注
24 pages, 19 figures, Accepted for publication on Astronomy and Astrophysics