Kepler-102:一颗活动恒星周围超级地球与亚海王星的质量与成分

对凌星多行星系统的视向速度(RV)测量使我们能够理解不同于太阳系行星的密度与成分。Kepler-102由5颗紧密排布的凌星行星组成,是一个特别有趣的系统,因为它包含一颗超级地球(Kepler-102d)和一颗亚海王星大小的行星(Kepler-102e),其质量可通过视向速度测得。先前工作发现Kepler-102d密度很高,暗示其成分与水星相似,而Kepler-102e的密度为亚海王星大小行星的典型值;然而,Kepler-102是一颗活动恒星,会干扰RV质量测量。为更好地测量这两颗行星的质量,我们使用Keck/HIRES和TNG/HARPS-N获得了111个新RV,并采用准周期高斯过程回归对Kepler-102的活动性进行建模。对于Kepler-102d,我们给出质量上限M$_{d} <$5.3 M$_{\oplus}$[95%置信度]、最佳拟合质量M$_{d}$=2.5 $\pm$ 1.4 M$_{\oplus}$以及密度$\rho_{d}$=5.6 $\pm$ 3.2 g/cm$^{3}$,这与密度近似地球的岩石成分一致。对于Kepler-102e,我们给出质量M$_{e}$=4.7 $\pm$ 1.7 M$_{\oplus}$与密度$\rho_{e}$=1.8 $\pm$ 0.7 g/cm$^{3}$。这些测量表明Kepler-102e具有岩石核心,其厚气体包层占行星质量的2–4%和半径的16–50%。我们的研究再次证明,对具有明显自转信号恒星的恒星活动进行修正,可得到更精确的行星质量,从而实现对行星内部的更真实解释。