长周期行星 Kepler-1654 b 的确认与初步表征

具有长于一年周期的凌星 Kepler 行星不足 20 颗。我们对 Kepler 光曲线的早期搜索发现了这样一个系统，Kepler-1654 b（原 KIC~8410697b），它恰好显示两次凌星事件，且其第二次凌星发生在两个反作用轮中第二个失效、使 Kepler 主任务终结前仅 5 天。若干作者也检视了 Kepler 任务的光曲线以搜寻长周期行星并确认了该候选体。从 2014 年 9 月起，我们启动了一项成像、侦察光谱与精密视向速度测量的观测计划，以高置信度确认 Kepler-1654 b 是一颗围绕成熟 G2V 恒星（T$_{eff}= 5580$K，[Fe/H]=-0.08）的真实凌星行星，其半长轴为 2.03 AU、周期为 1047.84 天、半径为 0.82$\pm$0.02 R$_{Jup}$。使用 Keck 的 HIRES 光谱仪在 2.5 年间获得的视向速度（RV）测量将该行星质量限制为 $<0.5\ (3\sigma$) M$_{Jup}$。该行星的体积密度与土星相似或可能更低。我们评估了像 Kepler-1654b 这样的温带气态巨行星用于詹姆斯·韦伯空间望远镜凌星光谱的适用性，因为其相对冷的平衡温度（T$_{pl}\sim 200$K）从系外行星大气物理角度看颇具趣味。遗憾的是，这些低温也使大气标高很小，从而透射光谱颇具挑战。最后，凌星之间的长时间间隔会使 JWST 观测的调度困难——Kepler-1654b 即是如此。