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ESPRESSOとTESSでWASP-47を再訪

2022-03-01 19:20:42 | 系外惑星系
ホットジュピターの内側にスーパーアースが公転している惑星系が珍しい。恒星に近すぎて大気が全部むしり取られたガス惑星のなれの果てじゃないのか?以下、機械翻訳。
ESPRESSOとTESSでWASP-47を再訪
2022年2月25日に提出
概要
WASP-47は、ホットジュピター(WASP-47 b; P = 4.159日)を含む注目に値する惑星系をホストしています。
内側のスーパーアース(WASP-47 e; P = 0.7896日)、近軌道を回る外側のネプチューン(WASP-47 d; P = 9.031日)、
そして、長期間の巨大惑星(WASP-47 c; P = 588.4日)。新しいTESS測光を使用して、
システム内の通過する惑星の軌道天体暦、特にホットジュピターWASP-47 bは、
通過時間の17.4分のシフトに相当する更新を見つけます。からの新しい視線速度測定値を報告します
WASP-47dおよびWASP-47eの質量を調整するために使用するWASP-47のESPRESSOスペクトログラフ。
スーパーアースWASP-47に焦点を当てることを目的とした高ケイデンス観測戦略を備えたe。定期的に検出します
32.5±3.9日の恒星の自転に対応するK2測光の変調、およびさらに恒星を見つける
このローテーション期間と一致するESPRESSOデータのアクティビティ信号。 WASP-47 eの場合、
質量6.77±0.57M⊕およびかさ密度6.29±0.60g cm^-3
、WASP-47eを2番目に正確に与える
スーパーアースのこれまでに測定された密度。エキゾチックと組み合わせたWASP-47eの質量と半径
惑星系の構成は、とは異なるメカニズムによって形成されたWASP-47システムを提案します
複数の小さな惑星またはより典型的な孤立したホットジュピターを備えたシステム。

図1.内部の3つの惑星の軌道配置
WASP-47システム。 3本の線は惑星の軌道を示しています:
WASP-47 b(緑)、WASP-47 d(青)、WASP-47 e(オレンジ)。 The
WASP-47星の位置は、黒い十字で示されています。 The
黒丸はT = 2549449.35での惑星の位置を示します
BJD、これはWASP-47bの最初の通過の時間です。
TESS、観測者がプロットと軌道の下から見ていると仮定
反時計回りの方向。 塗りつぶされた円の相対的なサイズ
惑星の相対半径に比例します。


図2.WASP-47のTESS20秒PDCSAP_FLUX測光。 下部の色付きのバーは、WASP-47bのトランジットの位置を示しています
(青)、WASP-47 d(緑)、およびWASP-47 e(オレンジ)。破線のバーは、大きなデータギャップにあるトランジットの位置を示しています。
地球と月の交差イベントによって引き起こされます。


図3.ズームされたWASP-47の位相折り畳みTESS測光
トップ:WASP-47 bミドル:WASP-47dのトランジットイベント周辺
および下:WASP-47e。 すべてのパネルについて、測光(青い円)では、他の2つの惑星からの通過モデルが差し引かれています。
WASP-47 bの場合、20分のタイムスケールで同相でビニングされます。
およびWASP-47eおよびWASP-47dの場合は60分。 オレンジ色の線
セクション3.1のモデリングから最適なトランジットモデルを示します。


図4.WASP-47bトランジットイベントの測定されたトランジット時間
天体暦と比較したTESSデータ(黒丸)
(青い四角と緑の影付きの領域)Becker etal。 (2015)。
TESS通過時間の不確実性には、追加の
WASP-47のTTVを説明するために直角位相で1分が追加されましたb。
影付きの緑色の領域は、1、2、および3𝜎の不確実性を示します
ベッカーらから予測された天体暦。 (2015)。 赤い破線
この作業で決定された更新されたエフェメリスを表します。


図5.上:WASP-47のキャンペーン3のK2測光
この作業の回転解析に使用されます。 灰色の点は
トレンド除去されたデータ(セクション3.3.1を参照)と青い点は
1日のタイムスケールにビニングされたデータ。 オレンジ色の線は
最も重要なLomb-Scargle期間は16。26日で、振幅は0.1mmagです。 下:K2のLomb-Scargleピリオドグラム
測光。 図6と同様に、影付きの領域は回転を強調しています
最小値によって除外される期間𝑃Rot=𝑃Rot; 分。 重要な
16.26日のピークは、真の自転周期の半分に相当する可能性があります。
水平線は0.1%(実線)と0.01%(破線)のfalseを示します
それぞれアララム確率。


図6.一般化されたLomb-Scargleピリオドグラム:上:
セクション3.2からの初期モデルに対するESPRESSO視線速度残差。 中央:ESPRESSO CCFFWHM測定値。
下:ログの測定𝑅0 ESPRESSOスペクトルからのHK。
青い実線は𝑃Rot=の自転周期を示します
K2測光から得られた32。5日、垂直の破線
𝑃Rot/ 2および𝑃Rot/ 3高調波を示す青い線。 影付きの領域
計算された最小自転周期28.762日によって除外される恒星の自転周期を強調表示します。 水平線
1%(破線)および10%(実線)の誤警報確率を示します。


図7.ESPRESSOのコントラストとFWHM値
WASP-47の観測のための相互相関関数。 私たちは見る
スポットによって誘発された恒星の活動を示す強力な反相関
(Boisse et al.2011)


図8.WASP-47のESPRESSO時系列データ。 上:全身速度でのESPRESSO視線速度測定𝛾ESP
差し引かれます。 青い線は、4つの惑星すべてとGPの完全なケプラーモデルを示しています。 2番目:ESPRESSO視線速度測定
𝛾ESPを使用すると、WASP-47 bおよびcのケプラーモデルとGPモデルが差し引かれます。 青い線は、2惑星のケプラーのモデルを示しています。
WASP-47dおよびe。 3番目:4惑星ケプラーモデルに対するESPRESSO視線速度残差。 赤い線はGPモデルと
影付きの領域は、GPの1𝜎信頼区間を提供します。 下:ESPRESSOCCFのFWHM測定。 オレンジ色の線は
GPモデルと影付きの領域は、GPの1𝜎信頼区間を提供します。

5。結論
ESPRESSOスペクトログラフを使用したWASP-47のために得られた視線速度測定値を報告します。新しいRV測定値を、HARPS-N、HIRES、およびCORALIEスペクトログラフを使用して取得した既存のデータと組み合わせました。私たちの測定では、WASP-47eが
質量6.77±0.57M⊕、かさ密度6.29±0.60 gcm^-3のスーパーアース。これらのデータを使用して、スーパーアースWASP-47eの質量測定精度
海王星サイズのWASP-47dは、以前の最良の測定値と比較して、それぞれ15%と13%増加しました(Vanderburg et al.2017)。測定されたかさ密度は、WASP-47 eは、密度と構成が類似しています。
55-かに座55番星WASP-47 eは、かに座55番星に次ぐ、スーパーアースの中で2番目に正確に測定された密度を持っています。
これははるかに明るいホスト星を周回します。
K2測光データには変動性があります。
WASP47の𝑃Rot= 32.5±3.9日のローテーション期間を示します。比較したESPRESSOデータの精度の向上
以前のデータセットに対して、恒星の活動を特定することができました
回転と一致する周期性を持つESPRESSO視線速度残差および活動インジケーターの信号
K2から派生した期間。
TESS測光を含めることで、3つの内惑星の軌道天体暦。この改良は、将来の追跡観察に不可欠です。一例として、2022年7月の初めにJWSTが観測したとき開始する必要があります、私たちの更新されたエフェメリスはの通過を予測します
WASP-47 bは、古い天体暦より20分遅れて発生します
ベッカーらの。 (2015)。更新されたエフェメリスには1𝜎があります
4.67分と比較してわずか0.57分の不確実性
古いベッカーらから。 (2015)エフェメリス。同様に
WASP-47 dの場合、新しいエフェメリスはトランジットが114分早く発生すると予測し、84分と比較して35分の1𝜎不確実性が減少します。 WASP-47eの場合
エフェメリスは、通過がわずか9.73分早く発生すると予測していますが、65分と比較して25分の1𝜎不確実性が減少しています。これらの洗練された通過予測は 高い価値を適切に計画し、完全に解釈するために不可欠 透過分光法などの追跡観察JWSTと。
TESS測光の測光精度は3040ppm /分(c.f.K2の精度は350ppm /分)であるため、TESSデータでは通過する惑星の半径の制約を改善できません。同様の場合
TESSデータが恒星の変動に敏感でない理由
K2データに見られます。
他のよく特徴付けられたスーパーアースと比較して、WASP47eと55-Cancreはそれらの低密度の点で際立っています
彼らの恒星環境と接近する巨大惑星の存在を考えると。別のフォーメーションである可能性があります
ホットジュピターの大多数へのメカニズムは、これらのシステムを形成し、形成のこの違いは可能性があります
かに座55番星とかに座55番星は異なる結果になりました
他のスーパーアースへの構成。


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