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天体物理学 > 地球与行星天体物理学

arXiv:2409.02157v1 (astro-ph)
[提交于 2024年9月3日 ]

标题: 围绕白矮星运行的地球质量行星和棕矮星

标题: An Earth-Mass Planet and a Brown Dwarf in Orbit Around a White Dwarf

Authors:Keming Zhang, Weicheng Zang, Kareem El-Badry, Jessica R. Lu, Joshua S. Bloom, Eric Agol, B. Scott Gaudi, Quinn Konopacky, Natalie LeBaron, Shude Mao, Sean Terry
摘要: 理论认为诞生于距离宿主恒星1至3天文单位之外的类地行星在宿主恒星的红巨星阶段不会被吞噬。然而,在白矮星(WD)周围仅观测到少数几个气态巨行星——这是由红巨星演化而来的最终产物。我们在此报告发现的证据表明,导致微引力透镜事件KMT-2020-BLG-0414的透镜系统由一颗围绕白矮星运行的类地质量行星和一颗褐矮星(BD)伴星组成,这通过使用凯克自适应光学(AO)未检测到透镜通量得以证明。从微引力透镜轨道运动限制条件来看,我们确定该行星是一颗质量约为$1.9\pm0.2$地球质量($M_\oplus$)的行星,在事件期间与白矮星的实际分离距离为$2.1\pm0.2$天文单位。通过考虑系统的演化历史,我们确定褐矮星伴星的投影分离距离为22天文单位,并排除了另一种将褐矮星置于0.2天文单位位置的模型。考虑到宿主恒星最终演化阶段中的行星轨道膨胀,这颗类地质量行星可能最初位于接近1天文单位的轨道上,从而为我们提供了一个窥探地球在未来遥远时期可能生存的机会。
摘要: Terrestrial planets born beyond 1-3 AU have been theorized to avoid being engulfed during the red-giant phases of their host stars. Nevertheless, only a few gas-giant planets have been observed around white dwarfs (WDs) -- the end product left behind by a red giant. Here we report on evidence that the lens system that produced the microlensing event KMT-2020-BLG-0414 is composed of a WD orbited by an Earth-mass planet and a brown dwarf (BD) companion, as shown by the non-detection of the lens flux using Keck Adaptive Optics (AO). From microlensing orbital motion constraints, we determine the planet to be a $1.9\pm0.2$ Earth-mass ($M_\oplus$) planet at a physical separation of $2.1\pm0.2$ au from the WD during the event. By considering the system evolutionary history, we determine the BD companion to have a projected separation of 22 au from the WD, and reject an alternative model that places the BD at 0.2 au. Given planetary orbital expansion during the final evolutionary stages of the host star, this Earth-mass planet may have existed in an initial orbit close to 1 au, thereby offering a glimpse into the possible survival of planet Earth in the distant future.
评论: 已接受。25页,7幅图,4张表格
主题: 地球与行星天体物理学 (astro-ph.EP) ; 太阳与恒星天体物理学 (astro-ph.SR)
引用方式: arXiv:2409.02157 [astro-ph.EP]
  (或者 arXiv:2409.02157v1 [astro-ph.EP] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2409.02157
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Nat Astron (2024)
相关 DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-024-02375-9
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来自: Keming Zhang [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2024 年 9 月 3 日 18:00:00 UTC (397 KB)
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