[论文解读] EPIC229426032 b and EPIC246067459 b: discovery of a highly inflated and a 'regular' pair of transiting hot Jupiters from K2

M. G. Soto, Matías R. Díaz+18 more|arXiv (Cornell University)|Jan 24, 2018

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 4被引用 3

一句话总结

本文利用K2任务第11和12期的光度观测数据以及HARPS、FEROS和CORALIE的径向速度数据，报告了两颗凌星热木星——EPIC229426032 b和EPIC246067459 b的发现。EPIC229426032 b是一颗高度膨胀的行星，半径为1.63 $R_{\mathrm{Jup}}$，而EPIC246067459 b则是一颗更为典型的热木星，其半径与理论模型一致，两者均处于短周期轨道，公转周期分别为2.18天和3.2天。

ABSTRACT

We report the discovery of two hot Jupiters orbiting the stars EPIC229426032 and EPIC246067459. We used photometry data from Campaign 11 and 12 of the Kepler (K2) Mission, as well as radial velocity data obtained using the HARPS, FEROS, and CORALIE spectrographs. EPIC229426032 b and EPIC246067459 b have masses of $1.36^{+0.10}_{-0.10}$ and $0.86^{+0.13}_{-0.12}\,R_{\mathrm{Jup}}$, radii of $1.63^{+0.07}_{-0.08}$ and $1.30^{+0.15}_{-0.14}\,M_{\mathrm{Jup}}$, and are orbiting their host stars in 2.18 and 3.2 day orbits, respectively. The large radius of EPIC229426032 b leads us to conclude that this corresponds to a highly inflated hot Jupiter. EPIC2460674559 b has a radius consistent with theoretical models, considering the high incident flux falling on the planet. Both of these discoveries represent excellent laboratories to study the physics of planetary atmospheres, and the factors playing a role in planetary infation, as well as planet formation and evolution. EPIC229426032 b is particularly favourable for follow-up studies, since not only is it very inflated, but it also orbits a relatively bright star ($V = 11.6$).

研究动机与目标

• 利用K2第11和12期的光度与径向速度数据，识别并表征凌星系外行星。
• 研究热木星的物理特性，特别是半径异常偏大的行星，以理解行星膨胀机制。
• 确定EPIC229426032 b观测到的半径膨胀是否由内部加热或其他大气过程引起。
• 比较EPIC229426032 b与EPIC246067459 b的特性，评估入射通量与行星演化在半径膨胀中的作用。
• 识别适合未来大气表征研究的目标，特别是高度膨胀的行星。

提出的方法

• 分析K2第11和12期的光度数据，从目标恒星的光 light curves 中检测凌星信号。
• 利用高精度光谱仪（HARPS、FEROS、CORALIE）进行径向速度测量，以确定行星质量。
• 联合建模凌星光曲线与径向速度曲线，推导出行星与恒星的参数。
• 将推导出的行星半径与受照射气态巨行星的理论模型进行比较，评估其膨胀状态。
• 评估恒星亮度（V = 11.6），以判断目标是否适合后续大气研究。
• 使用误差传播方法量化质量与半径估计的不确定性（例如，$1.36^{+0.10}_{-0.10}$ $M_{\mathrm{Jup}}$）。

实验结果

研究问题

• RQ1 与典型热木星相比，EPIC229426032 b为何表现出极端的半径膨胀？
• RQ2 EPIC246067459 b的入射通量与其半径的理论预期相比如何？
• RQ3 这些行星的物理特性在多大程度上符合当前的行星膨胀与演化模型？
• RQ4 EPIC229426032 b为何是大气表征研究的优选目标，相较于其他热木星？
• RQ5 轨道周期与恒星亮度如何影响这些行星的可探测性与后续研究潜力？

主要发现

• EPIC229426032 b的半径为$1.63^{+0.07}_{-0.08}$ $R_{\mathrm{Jup}}$，表明其为一颗高度膨胀的热木星。
• EPIC246067459 b的半径为$1.30^{+0.15}_{-0.14}$ $R_{\mathrm{Jup}}$，与受照射气态巨行星的理论模型一致。
• EPIC229426032 b围绕其主星公转周期为2.18天，质量为$1.36^{+0.10}_{-0.10}$ $M_{\mathrm{Jup}}$，确认其为高度膨胀行星。
• EPIC246067459 b的质量为$0.86^{+0.13}_{-0.12}$ $M_{\mathrm{Jup}}$，公转周期为3.2天，未表现出显著的半径膨胀。
• EPIC229426032 b的主星视星等为$V = 11.6$，相对较亮，使其成为大气后续观测的绝佳目标。
• 这两颗行星均为研究短周期气态巨行星中行星膨胀物理、大气动力学与形成路径的宝贵系统。