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利用 MAROON-X 更新年轻 V1298 Tau 系统的行星质量约束

地球与行星天体物理 2023-05-31 v1

摘要

年轻的 K 型金牛 T 星 V1298 Tau(V=10magV=10\,{\rm mag}age2030Myr{\rm age}\approx20-30\,{\rm Myr})拥有四颗凌星行星,半径范围为 4.99.6R4.9-9.6\,R_\oplus。三颗内行星轨道周期约为 824d8-24\,{\rm d},而外行星周期因 \emph{K2} 与 \emph{TESS} 观测到的单次凌星而约束较差。行星 b、c 和 d 是可能正经历显著质量损失的原亚海王星。取决于恒星活动与行星质量,它们预期将演化为限定半径谷的超地球/亚海王星。本文给出联合凌星与视向速度(RV)建模分析的结果,包括近期获得的 \emph{TESS} 测光与 MAROON-X 视向速度测量。假设圆轨道,我们对行星 c 获得低显著度(2σ\approx2\sigma)的 RV 探测,暗示其质量为 19.88.9+9.3M19.8_{-8.9}^{+9.3}\,M_\oplus,保守 2σ2\sigma 上限为 <39M<39\,M_\oplus。对于行星 b 和 d,我们导出 2σ2\sigma 上限 Mb<159MM_{\rm b}<159\,M_\oplusMd<41MM_{\rm d}<41\,M_\oplus。对于行星 e,在 3σ3\sigma 水平排除了 Pe>55.4dP_{\rm e}>55.4\,{\rm d} 的合理离散周期,而有七个解 43.3<Pe/d<55.443.3<P_{\rm e}/{\rm d}<55.43σ3\sigma 内与最可能解 46.768131±000076d46.768131\pm000076\,{\rm d} 一致。采用最可能解得到 2.6σ2.6\sigma 的 RV 探测,质量为 0.66±0.26MJup0.66\pm0.26\,M_{\rm Jup}。将更新的质量与半径约束与行星演化及内部结构模型比较表明,行星 b、d 和 e 与年轻富气体行星的预测一致,行星 c 与具有富水核及 substantial(5%\sim5\% by mass)H2_2 包层一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.00797,
  title  = {Updated Planetary Mass Constraints of the Young V1298 Tau System Using MAROON-X},
  author = {James Sikora and Jason Rowe and Saugata Barat and Jacob L. Bean and Madison Brady and Jean-Michel Désert and Adina D. Feinstein and Emily A. Gilbert and Gregory Henry and David Kasper and Déreck-Alexandre Lizotte and Michael R. B. Matesic and Vatsal Panwar and Andreas Seifahrt and Hinna Shivkumar and Gudmundur Stefánsson and Julian Stürmer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.00797},
  year   = {2023}
}

备注

18 pages, 13 figures, accepted for publication in AJ