TRAPPIST-1 系外行星的性质
地球与行星天体物理
2018-02-06 v1
摘要
背景。TRAPPIST-1 系统拥有七颗地球大小、温度温和的系外行星，环绕一颗超冷矮星运行。因此，它代表了研究在同一原行星盘中形成的类地行星之形成与演化的绝佳环境。虽然 TRAPPIST-1 行星的大小均已精确至优于 5%，但由于行星质量约束较差，其密度存在显著不确定性（介于 28% 与 95% 之间）。目的。本文旨在利用凌星时间变分（TTV）增进对 TRAPPIST-1 行星质量与密度的认识。已知 TTV 反演问题在多行星系统中尤为尖锐（收敛问题、简并性及参数空间规模），对于 TRAPPIST-1 这类共振链系统更是如此。方法。为克服这些挑战，我们采用了一种结合遗传算法与完整 N 体积分器的新方法，并将其应用于一组 284 个独立凌星时刻。该方法使我们能高效探索参数空间，并从 TTV 推导出全部七颗行星的可靠质量与密度。结果。我们的新质量使行星密度不确定性改善了五至八倍，精度介于 5% 至 12%。这些更新值提供了对 TRAPPIST-1 行星整体结构的新见解。我们发现 TRAPPIST-1 c 和 e 很可能具有主要为岩石的内部，而行星 b、d、f、g 和 h 需要以厚大气、海洋或冰形式存在的挥发性包层，多数情况下水质量分数小于 5%。
引用
@article{arxiv.1802.01377,
title = {The nature of the TRAPPIST-1 exoplanets},
author = {Simon L. Grimm and Brice-Olivier Demory and Michaël Gillon and Caroline Dorn and Eric Agol and Artem Burdanov and Laetitia Delrez and Marko Sestovic and Amaury H. M. J. Triaud and Martin Turbet and Émeline Bolmont and Anthony Caldas and Julien de Wit and Emmanuël Jehin and Jérémy Leconte and Sean N. Raymond and Valérie Van Grootel and Adam J. Burgasser and Sean Carey and Daniel Fabrycky and Kevin Heng and David M. Hernandez and James G. Ingalls and Susan Lederer and Franck Selsis and Didier Queloz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.01377},
year = {2018}
}
备注
in press in Astronomy & Astrophysics, 24 pages, 13 figures