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TOI-6478 b:一颗冷却型非致密海王星,绕来自厚盘的完全对流 M 型星

地球与行星天体物理 2025-04-10 v1

摘要

不断增多的系外行星检测不断揭示行星系统的多样性。围绕后型 M 恒星的行星形成尤为有趣。这些系统为测量 M 恒星的系外行星发生率提供了实际实验室,从而检验行星形成结果如何随主机质量比例缩放,以及如何与太阳型恒星相比较。本文报道了 TOI-6478b 的发现,这是一颗冷却型(Teq=204T_{\text{eq}}=204\,K)海王星样行星,围绕一颗 M5 星 (R=0.234±0.012RR_\star=0.234\pm0.012\,\text{R}_\odot, M=0.230±0.007MM_\star=0.230\pm0.007\,\text{M}_\odot, Teff=3230±75T_{\text{eff}}=3230\pm75\,K),其为银河系厚盘的成员。我们测得行星半径为 Rb=4.6±0.24RR_b=4.6\pm0.24\,\text{R}_\oplus,轨道周期为 Pb=34.005019±0.000025P_b=34.005019\pm0.000025\,d。利用径向速度测量,我们计算出行星质量上限为 Mb9.9MM_b\leq9.9\,\text{M}_\oplus (Mb0.6MNep)M_b\leq0.6\,\text{M}_{\text{Nep}}),以 3σ3\sigma 置信度。TOI-6478b 是研究冷却型海王星世界的里程碑行星。得益于其较大的大气尺度高度,该行星适合利用如 JWST 等设施进行大气表征,将为探测该冷却 regime 下的大气化学提供优秀探针。它是极少数可探测系外行星之一,这些行星位于其系统冰线之外,其大气化学组成可被测量。基于我们对该行星的当前理解,我们估计其谱线特征(在传递光谱中)可达该广为人知的行星 K2-18b 的约 2.5×2.5\times

关键词

引用

@article{arxiv.2504.06848,
  title  = {TOI-6478 b: a cold under-dense Neptune transiting a fully convective M dwarf from the thick disc},
  author = {Madison G. Scott and Amaury H. M. J. Triaud and Khalid Barkaoui and Daniel Sebastian and Adam J. Burgasser and Karen A. Collins and Georgina Dransfield and Coel Hellier and Steve B. Howell and Anjali A. A. Piette and Benjamin V. Rackham and Keivan G. Stassun and Amalie Stockholm and Mathilde Timmermans and Cristilyn N. Watkins and Michael Fausnaugh and Akihiko Fukui and Jon M. Jenkins and Norio Narita and George Ricker and Emma Softich and Richard P. Schwarz and Sara Seager and Avi Shporer and Christopher Theissen and Joseph D. Twicken and Joshua N. Winn and David Watanabe},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.06848},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 17 figures, accepted for publication in MNRAS