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TESS 低质量恒星半径谷的尺度关系

地球与行星天体物理 2025-11-05 v1

摘要

流星星际望远镜 (TESS) 在探测围绕低质量恒星 (尤其是红矮星) 近轨道行星方面取得了极高的成功. 这为进行详细的 Population 研究以了解这些行星如何依赖于其宿主星的属性提供了宝贵机会. 之前观察到的 Sun 类恒星半径谷在红矮星中尚未明确检测到, 其属性如何与更大质量的恒星比较仍不确定. 我们使用体积限制样本中低质量恒星, 基于 TESS 目标 (TOIs) 确认的行星和候选行星的生物星目录中精确的光度stellar 参数. 我们在红矮星处检测到半径谷, 其位置为 1.64±0.03R1.64 \pm 0.03 R_{\oplus}, 深度约为 45%45\%. 红矮星半径谷随着恒星质量而扩展, 形式为 RpM0.15±0.04R_p \propto M_*^{0.15\pm 0.04}. 该斜率在 0.3σ0.3\sigma 内与 Sun 类恒星的斜率一致. 对于红矮星, 与从 Kepler FGK 样本外推的斜率之间的差异为 3.6σ3.6\sigma, 标志着偏离先前结果的开始. 此外, 我们没有看到红矮星与中早期红矮星之间半径谷清晰位移的迹象. 较低质量恒星半径谷的较平缓扩展 suggesting 表明大气质量损失通过光蒸发之外的机制可能塑造红矮星周行星的半径分布. 与各种行星形成与演化模型的斜率比较与包括水世界在内的沉积模型良好匹配, 指明可通过围绕最低质量恒星的行星探测到的不同的行星形成范畴.

关键词

引用

@article{arxiv.2507.07181,
  title  = {Radius valley scaling among low mass stars with TESS},
  author = {Harshitha M. Parashivamurthy and Gijs D. Mulders},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.07181},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages & 9 figures. Resubmitted to A&A journal