The TESS-Keck Survey. II. An Ultra-short-period Rocky Planet and Its Siblings Transiting the Galactic Thick-disk Star TOI-561

Weiss, Lauren M. und Dai, Fei und Huber, Daniel und Brewer, John M. und Collins, Karen A. und Ciardi, David R. und Matthews, Elisabeth C. und Ziegler, Carl und Howell, Steve B. und Batalha, Natalie M. und Crossfield, Ian J.M. und Dressing, Courtney und Fulton, Benjamin und Howard, Andrew W. und Isaacson, Howard und Kane, Stephen R. und Petigura, Erik A. und Robertson, Paul und Roy, Arpita und Rubenzahl, Ryan A. und Twicken, Joseph D. und Claytor, Zachary R. und Stassun, Keivan G. und MacDougall, Mason G. und Chontos, Ashley und Giacalone, Steven und Dalba, Paul A. und Mocnik, Teo und Hill, Michelle L. und Beard, Corey und Akana Murphy, Joseph M. und Rosenthal, Lee J. und Behmard, Aida und Van Zandt, Judah und Lubin, Jack und Kosiarek, Molly R. und Lund, Michael B. und Christiansen, Jessie L. und Matson, Rachel A. und Beichman, Charles A. und Schlieder, Joshua E. und Gonzales, Erica J. und Briceño, César und Law, Nicholas und Mann, Andrew W. und Collins, Kevin I. und Evans, Phil und Fukui, Akihiko und Jensen, Eric L.N. und Murgas, Felipe und Narita, Norio und Palle, Enric und Parviainen, Hannu und Schwarz, Richard P. und Tan, Thiam-Guan und Acton, Jack S und Bryant, Edward M und Chaushev, Alexander und Gill, Samuel und Eigmüller, Philipp und Jenkins, Jon M. und Ricker, George und Seager, Sara und Winn, Joshua N. (2021) The TESS-Keck Survey. II. An Ultra-short-period Rocky Planet and Its Siblings Transiting the Galactic Thick-disk Star TOI-561. Astronomical Journal, 161 (2), Seite 56. American Astronomical Society. doi: 10.3847/1538-3881/abd409. ISSN 0004-6256.

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Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/abd409

Kurzfassung

We report the discovery of TOI-561, a multiplanet system in the galactic thick disk that contains a rocky, ultra-short-period planet. This bright (V = 10.2) star hosts three small transiting planets identified in photometry from the NASA TESS mission: TOI-561 b (TOI-561.02, P = 0.44 days, Rp = 1.45 ± 0.11 R⊕), c (TOI-561.01, P = 10.8 days, Rp = 2.90 ± 0.13 R⊕), and d (TOI-561.03, P = 16.3 days, Rp = 2.32 ± 0.16 R⊕). The star is chemically ([Fe/H] = -0.41 ± 0.05, [α/Fe] = +0.23 ± 0.05) and kinematically consistent with the galactic thick-disk population, making TOI-561 one of the oldest (10 ± 3 Gyr) and most metal-poor planetary systems discovered yet. We dynamically confirm planets b and c with radial velocities from the W. M. Keck Observatory High Resolution Echelle Spectrometer. Planet b has a mass and density of 3.2 ± 0.8 M⊕ and 5.5+2.0−1.6 g cm-3, consistent with a rocky composition. Its lower-than-average density is consistent with an iron-poor composition, although an Earth-like iron-to-silicates ratio is not ruled out. Planet c is 7.0 ± 2.3 M⊕ and 1.6 ± 0.6 g cm-3, consistent with an interior rocky core overlaid with a low-mass volatile envelope. Several attributes of the photometry for planet d (which we did not detect dynamically) complicate the analysis, but we vet the planet with high-contrast imaging, ground-based photometric follow-up, and radial velocities. TOI-561 b is the first rocky world around a galactic thick-disk star confirmed with radial velocities and one of the best rocky planets for thermal emission studies.

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Dokumentart:

Zeitschriftenbeitrag

Titel:

The TESS-Keck Survey. II. An Ultra-short-period Rocky Planet and Its Siblings Transiting the Galactic Thick-disk Star TOI-561

Autoren:

Autoren	Institution oder E-Mail-Adresse	Autoren-ORCID-iD	ORCID Put Code
Weiss, Lauren M.	Institute for Astronomy, University of Hawai'i, 2680 Woodlawn Drive, Honolulu, HI 96822, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Dai, Fei	Department of Physics and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, MIT, Cambridge, MA 02139, USA ; Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, 4 Ivy Lane, Princeton, NJ 08544, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Huber, Daniel	Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, 2680 Woodlawn Drive, Honolulu, HI 96822, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Brewer, John M.	Department of Physics and Astronomy, San Francisco State University, 1600 Holloway Avenue, San Francisco, CA 94132, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Collins, Karen A.	Center for Astrophysics, Harvard and Smithsonian, Cambridge, MA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ciardi, David R.	NASA Exoplanet Science Institute, Caltech, Pasadena, CA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Matthews, Elisabeth C.	Observatorie de lÚniversité de Genève, 51 Chemin des Maillettes, 1290 Versoix, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ziegler, Carl	Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Howell, Steve B.	NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Batalha, Natalie M.	Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz, CA 95060, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Crossfield, Ian J.M.	Department of Physics and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Dressing, Courtney	501 Campbell Hall, University of California at Berkeley, Berkeley, CA 94720, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Fulton, Benjamin	NASA Exoplanet Science Institute/Caltech-IPAC, MC 314-6, 1200 E California Blvd, Pasadena, CA 91125, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Howard, Andrew W.	Department of Astronomy, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Isaacson, Howard	Department of Astronomy, University of California Berkeley, Berkeley CA 94720, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Kane, Stephen R.	Department of Earth and Planetary Sciences, University of California, Riverside, CA 92521, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Petigura, Erik A.	Department of Physics & Astronomy, University of California Los Angeles, Los Angeles, CA 90095, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Robertson, Paul	Department of Astronomy and Astrophysics, The Pennsylvania State University, University Park, PA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Roy, Arpita	Department of Astronomy, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Rubenzahl, Ryan A.	NSF Graduate Research Fellow.; Department of Astronomy, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Twicken, Joseph D.	NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA 94035, USA; SETI Institute, 189 Bernardo Ave., Suite 200, Mountain View, CA 94043, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Claytor, Zachary R.	(Institute for Astronomy, University of Hawai'i, 2680 Woodlawn Drive, Honolulu, HI 96822, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Stassun, Keivan G.	Department of Physics and Astronomy, Vanderbilt University, Nashville, TN, USA; Department of Physics, Fisk University, Nashville, TN, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
MacDougall, Mason G.	Department of Physics & Astronomy, University of California Los Angeles, Los Angeles, CA 90095, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Chontos, Ashley	Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, 2680 Woodlawn Drive, Honolulu, HI 96822, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Giacalone, Steven	Department of Astronomy, University of California Berkeley, Berkeley, CA 94720, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Dalba, Paul A.	NSF Astronomy and Astrophysics Postdoctoral Fellow.; Department of Earth and Planetary Sciences, University of California, Riverside, CA 92521, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Mocnik, Teo	Gemini Observatory, Northern Operations Center, 670 N. A'ohoku Place, Hilo, HI 96720, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hill, Michelle L.	Department of Earth and Planetary Sciences, University of California, Riverside, CA 92521, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Beard, Corey	Department of Physics & Astronomy, University of California Irvine, Irvine, CA 92697, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Akana Murphy, Joseph M.	NSF Graduate Research Fellow.; Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz, CA 95064, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Rosenthal, Lee J.	Department of Astronomy, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Behmard, Aida	NSF Graduate Research Fellow.; Division of Geological and Planetary Science, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Van Zandt, Judah	Department of Physics & Astronomy, University of California Los Angeles, Los Angeles, CA 90095, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lubin, Jack	Department of Physics & Astronomy, University of California Irvine, Irvine, CA 92697, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Kosiarek, Molly R.	NSF Graduate Research Fellow.; Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz, CA 95064, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lund, Michael B.	NASA Exoplanet Science Institute/Caltech-IPAC, MC 314-6, 1200 E California Blvd, Pasadena, CA 91125, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Christiansen, Jessie L.	NASA Exoplanet Science Institute, Caltech, Pasadena, CA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Matson, Rachel A.	US Naval Observatory, 3450 Massachusetts Avenue NW, Washington, DC 20392, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Beichman, Charles A.	NASA Exoplanet Science Institute, Caltech, Pasadena, CA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Schlieder, Joshua E.	NASA Goddard Space Flight Center, Exoplanets and Stellar Astrophysics Laboratory (Code 667), Greenbelt, MD, USAGeneva Observatory, University of Geneva, Chemin des Mailettes 51, 1290 Versoix, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gonzales, Erica J.	Department of Astronomy and Astrophysics, University of California at Santa Cruz, Santa Cruz, CA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Briceño, César	Cerro Tololo Inter-American Observatory, Casilla 603, La Serena, Chile	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Law, Nicholas	Department of Physics and Astronomy, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Mann, Andrew W.	Department of Physics and Astronomy, The University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC 27599-3255, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Collins, Kevin I.	George Mason University, Fairfax, VA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Evans, Phil	El Sauce Observatory, Coquimbo Province, Chile	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Fukui, Akihiko	Subaru Telescope Okayama Branch Office, National Astronomical Observatory of Japan, NINS, 3037-5 Honjo, Kamogata, Asakuchi, Okayama 719-0232, Japan ; Instituto de Astrofísica de Canarias, C/ Vía Láctea, s/n, 38205 La Laguna, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Jensen, Eric L.N.	Department of Physics & Astronomy, Swarthmore College, Swarthmore,PA 19081, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Murgas, Felipe	Instituto de Astrof ́ısica de Canarias (IAC), E-38205 La Laguna, Tenerife,Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Narita, Norio	Department of Astronomy, University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan; Instituto de Astrofisica de Canarias, C/ Via Lactea s/n, E-38205 La Laguna, Spain; Astrobiology Center, NINS, 2-21-1 Osawa, Mitaka, Tokyo 181-8588, Japan ; Nation	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Palle, Enric	Instituto de Astrofisica de Canarias, C/ Via Lactea s/n, E-38205 La Laguna, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, E-38206 La Laguna, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Parviainen, Hannu	Sub-department of Astrophysics, Department of Physics, University	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Schwarz, Richard P.	Patashnick Voorheesville Observatory, Voorheesville, NY 12186, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Tan, Thiam-Guan	Perth Exoplanet Survey Telescope, Perth, Western Australia, Australia	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Acton, Jack S	School of Physics and Astronomy, University of Leicester, Leicester, LE1 7RH, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bryant, Edward M	Department of Physics, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Chaushev, Alexander	Center for Astronomy and Astrophysics, TU Berlin, Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin, GermanyCenter for Astronomy and Astrophysics, TU Berlin, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gill, Samuel	Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick , Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UK Dept. of Physics, University of Warwick , Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Eigmüller, Philipp	Philipp.Eigmueller (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0003-4096-0594	NICHT SPEZIFIZIERT
Jenkins, Jon M.	NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA 94035, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ricker, George	Department of Physics, and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Seager, Sara	Department of Physics and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA; Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA; D	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Winn, Joshua N.	Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, 4 Ivy Lane, Princeton, NJ 08544, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT

Datum:

Februar 2021

Erschienen in:

Astronomical Journal

Referierte Publikation:

Open Access:

Nein

Gold Open Access:

Nein

In SCOPUS:

In ISI Web of Science:

Band:

161

DOI:

10.3847/1538-3881/abd409

Seitenbereich:

Seite 56

Verlag:

American Astronomical Society

ISSN:

0004-6256

Status:

veröffentlicht

Stichwörter:

Exoplanets, Exoplanet astronomy, Exoplanet systems, Exoplanet detection methods, Exoplanet structure, Exoplanet formation, Exoplanet evolution, 498, 486, 484, 489, 495, 492, 491, Astrophysics - Earth and Planetary Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, Astrophysics - Solar and Stellar Astrophysics

HGF - Forschungsbereich:

Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr

HGF - Programm:

Raumfahrt

HGF - Programmthema:

Erforschung des Weltraums

DLR - Schwerpunkt:

Raumfahrt

DLR - Forschungsgebiet:

R EW - Erforschung des Weltraums

DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):

R - Projekt PLATO - PMC und Science

Standort:

Berlin-Adlershof

Institute & Einrichtungen:

Institut für Planetenforschung > Extrasolare Planeten und Atmosphären

Hinterlegt von:

Eigmüller, Dr. Philipp

Hinterlegt am:

21 Mai 2021 07:19

Letzte Änderung:

21 Mai 2021 07:19

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