WASP-86b 与 WASP-102b：超致密行星与膨胀行星

我们报告了两个凌日行星系统的发现：一个是超致密、亚木星质量的行星 WASP-86b（$M_{\rm pl} = 0.82 \pm 0.06\, M_{\rm J}$，$R_{\rm pl} = 0.63 \pm 0.01\, R_{\rm J}$），另一个是膨胀的类土星行星 WASP-102b（$M_{\rm pl} = 0.62 \pm 0.04\, M_{\rm J}$，$R_{\rm pl}=1.27 \pm 0.03\, R_{\rm J}$）。它们分别每 $\sim$5.03 天和 $\sim$2.71 天绕其宿主恒星运行一周。WASP-86 的宿主恒星是一颗 F7 型星（$T_{\rm eff} = 6330\pm110$ K，$[\rm Fe/H] = +0.23 \pm 0.14$ dex，年龄 $\sim$0.8--1 Gyr），WASP-102 是一颗 G0 型星（$T_{\rm eff} = 5940\pm140$ K，$[\rm Fe/H] = -0.09\pm 0.19$ dex，年龄 $\sim$1 Gyr）。这两个系统突显了质量介于土星和木星之间的巨行星在相似质量下半径的多样性。WASP-102b 显示出比模型预测更大的半径，表明该行星接收到强烈的入射通量，从而导致其半径膨胀。另一方面，WASP-86b 的密度为 $\rho_{pl} = 3.24\pm 0.3\,\rho_{jup}$，是质量范围在 $0.05 <M_{pl}< 2.0\, M_{\rm J}$ 的行星中密度最高的气态巨行星。WASP-86 的恒星质量为 1.34 $M_{\odot}$ 且 $[\rm Fe/H] = +0.23$ dex，鉴于其原行星盘预计也富含重元素，它可能还拥有其他大质量且致密的行星。为了匹配 WASP-86b 的密度，理论模型的外推预测其行星组成中重元素含量超过 80%（无论这些重元素是局限于核心还是混合在包层中）。对于 WASP-86b 约 $260\,M_{\oplus}$ 的质量，这一比例对应于约 $210\,M_{\oplus}$ 的核心质量。只有质量大于约 $2\,M_{\rm J}$ 的行星才具有比 WASP-86b 更大的密度，使其在其质量范围内显得非凡。