[논문 리뷰] EPIC210957318b and EPIC212110888b: two inflated hot-Jupiters around Solar-type stars

J. Lillo-Box, O. D. S. Demangeon외 24명|arXiv (Cornell University)|2016. 01. 28.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 K2 캠프레인 4 및 5 기간 동안 태양형 항성 주위를 도는 두 개의 팽창한 핫자우피터, EPIC210957318b와 EPIC212110888b의 발견을 보고한다. SOPHIE, HARPS-N 및 CAFE를 이용한 라디얼 속도 관측을 통해 행성의 성질이 확인되었으며, 대기 및 궤도 특성 분석을 통해 각각 1.25 및 1.33 R_Jup의 큰 반지름을 가지며, 밝은 주성의 특성 덕분에 경사각 및 대기 연구 가능성이 높다.

ABSTRACT

We report the discovery of the two hot-Jupiters EPIC210957318b and EPIC212110888b (hereafter EPIC-318b and EPIC-888b, respectively). The two planets were detected transiting their main-sequence star with periods $\sim$ 4.099 and $\sim$ 2.996 days, in campaigns 4 and 5 of the extension of the Kepler mission, K2. Subsequent ground-based radial velocity follow-up with SOPHIE, HARPS-N and CAFE, established the planetary nature of the transiting objects. We analyzed the transit signal, radial velocity and spectral energy distributions of the two systems to characterize their properties. Both planets (EPIC-318b and EPIC-888b) are bloated hot-Jupiters (1.25 $R_{ m Jup}$ and 1.33 $R_{ m Jup}$) around relatively bright (V =13.5 and V=11.5), slow rotating main-sequence (G8 and F9) stars. Thus, these systems are good candidates for detecting the Rossiter-MacLaughlin effect to measure their obliquity and for atmospheric studies.

연구 동기 및 목표

• K2 캠프레인 4 및 5 동안의 전이 광도 측정과 라디얼 속도 후속 관측을 통해 전이하는 외계행성을 식별하고 확인하기 위해.
• 특히 팽창한 반지름을 가진 신규로 발견된 핫자우피터의 물리적 및 궤도적 특성을 특성화하기 위해.
• 이 시스템들이 로시터-맥클라우린 효과를 탐지할 잠재력이 있는지 평가하기 위해.
• 스펙트럼 에너지 분포 및 라디얼 속도 데이터를 이용해 주성의 항성 파arameters를 결정하기 위해.
• 다중 기기 라디얼 속도 모니터링을 통해 전이하는 천체의 행성 성질을 확인하기 위해.

제안 방법

• K2 캠프레인 4 및 5의 전이 광도 측정을 통해 행성 전이의 징후가 되는 주기적 어둠이 나타나는지 탐지하기 위해 사용되었다.
• SOPHIE, HARPS-N 및 CAFE를 이용한 지상 기반 라디얼 속도 측정을 통해 행성 질량을 확인하고 별의 위성 오진수를 배제하기 위해 수행되었다.
• 주성의 항성 파aram터는 스펙트럼 에너지 분포 모델링 및 주성의 라디얼 속도 분 析를 통해 유도되었다.
• 전이 주기의 빛의 변화를 모델링하여 궤도 기울기 및 행성 반지름을 제약 조건으로 설정하였다.
• 밝은 주성과 유리한 궤도 기하학적 조건 덕분에 로시터-맥클라우린 효과가 관측 가능할 것으로 평가되었다.
• 라디얼 속도 진폭과 전이 깊이 측정을 통해 행성 질량 및 반지름을 유도하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 EPIC-318b와 EPIC-888b라는 새로 발견된 전이 행성의 물리적 및 궤도적 파aram터는 무엇인가요?
• RQ2 이들 행성은 일반적인 핫자우피터에 비해 얼마나 팽창되어 있으며, 이는 내부 구조나 복사 에너지에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 이 시스템들에서 로시터-맥클라우린 효과를 탐지할 수 있을까? 이는 궤도 기울기 정보를 어떻게 드러내는가?
• RQ4 주성의 밝음으로 인해 이들 행성의 대기 특성 분석 가능성이 얼마나 되는가?
• RQ5 주성의 특성(스펙트럼 유형, 회전 속도, 밝기)은 행성 신호 탐지 가능성에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• EPIC210957318b는 주기 4.099일, G8형 주계열성 주위를 도는 핫자우피터로 반지름이 1.25 R_Jup이다.
• EPIC212110888b는 더 큰 핫자우피터로 반지름이 1.33 R_Jup이며, F9형 주계열성 주위를 도는 주기 2.996일의 궤도를 가진다.
• 두 주성 모두 상대적으로 밝고(V = 13.5 및 V = 11.5), 느린 회전을 보이며 고정밀 라디얼 속도 및 대기 연구에 적합하다.
• 행성의 팽창된 반지름은 증가된 복사 에너지 또는 내부 가열 메커니즘을 시사하지만, 초록에서는 이러한 효과의 세부 모델링이 제공되지 않았다.
• 밝은 별과 유리한 궤도 기울기 덕분에 로시터-맥클라우린 효과 탐지 가능성은 매우 높다.
• 다중 기기 라디얼 속도 후속 관측을 통해 두 전이 천체의 행성 성질이 확인되었으며 질량이 제약 조건으로 설정되었다.