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TOI-3757 b:一颗绕行太阳金属丰度 M 型矮星的低密度气态巨行星

地球与行星天体物理 2022-08-08 v3

摘要

我们报告发现一颗新的木星大小行星 TOI-3757 b,它是绕行 M 型矮星(M0V)的密度最低行星。该行星利用 TESS 测光发现,并经 HPF 与 NEID 的精密视向速度(RV)确认。其行星半径为 12.00.5+0.412.0^{+0.4}_{-0.5} RR_{\oplus},质量为 85.38.7+8.885.3^{+8.8}_{-8.7} MM_{\oplus},该天体不仅增加了 M 型矮星周围气态巨行星的稀少样本(约 10 颗),而且其低密度(ρ=\rho = 0.270.04+0.050.27^{+0.05}_{-0.04} g cm3\textrm{g~cm}^{-3})为检验行星形成理论提供了机会。我们提出两种假说来解释其低密度:首先,我们假定其恒星宿主的低金属丰度(比宿主气态巨行星的 M 型矮星中位金属丰度约低 0.3 dex)可能在延迟形成足够大以引发失控吸积的固体核中起了作用。其次,利用 0.14±0.060.14 \pm 0.06 的偏心率估计,我们确定潮汐加热至少部分导致 TOI-3757 b 半径膨胀也是合理的。TOI-3757 b 的低密度和大标高使其成为大气逃逸与成分透射光谱研究的极佳目标(TSM \sim 190)。我们使用 HPF 通过氦 10830 \AA~线对 TOI-3757 b 进行透射光谱观测。据此,我们对 \sim 10830 \AA~处氦亚稳态跃迁吸收的最大深度给出了 6.9 %(90% 置信度)的上限,这有助于约束该能量受限机制下的大气质量损失率。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.07178,
  title  = {TOI-3757 b: A low density gas giant orbiting a solar-metallicity M dwarf},
  author = {Shubham Kanodia and Jessica Libby-Roberts and Caleb I. Canas and Joe P. Ninan and Suvrath Mahadevan and Gudmundur Stefansson and Andrea S. J. Lin and Sinclaire Jones and Andrew Monson and Brock A. Parker and Henry A. Kobulnicky and Tera N. Swaby and Luke Powers and Corey Beard and Chad F. Bender and Cullen H. Blake and William D. Cochran and Jiayin Dong and Scott A. Diddams and Connor Fredrick and Arvind F. Gupta and Samuel Halverson and Fred Hearty and Sarah E. Logsdon and Andrew J. Metcalf and Michael W. McElwain and Caroline Morley and Jayadev Rajagopal and Lawrence W. Ramsey and Paul Robertson and Arpita Roy and Christian Schwab and Ryan C. Terrien and John Wisniewski and Jason T. Wright},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.07178},
  year   = {2022}
}

备注

AJ. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2107.13670