The changing face of AU Mic b: stellar spots, spin-orbit commensurability, and transit timing variations as seen by CHEOPS and TESS

Szabó, Gy. M. und Gandolfi, D. und Brandeker, A. und Csizmadia, Sz. und Garai, Z. und Billot, N. und Broeg, C. und Ehrenreich, D. und Fortier, A. und Fossati, L. und Hoyer, S. und Kiss, L. und Lecavelier des Etangs, A. und Maxted, P. F. L. und Ribas, I. und Alibert, Y. und Alonso, R. und Anglada Escudé, G. und Bàrczy, T. und Barros, S. C. C. und Barrado, D. und Baumjohann, W. und Beck, M. und Beck, T. und Bekkelien, A. und Bonfils, X. und Benz, W. und Borsato, L. und Busch, M. -D. und Cabrera Perez, Juan und Charnoz, S. und Collier Cameron, A. und Van Damme, C. Corral und Davies, M. B. und Delrez, L. und Deleuil, M. und Demangeon, O. D. S. und Demory, B. -O. und Erikson, A und Fridlund, M. und Futyan, D. und Garcia Munoz, A. und Gillon, M. und Guedel, M. und Guterman, P. und Heng, K. und Isaak, K. G. und Lacedelli, G. und Laskar, J. und Lendl, M. und Lovis, C. und Luntzer, A. und Magrin, D. und Nascimbeni, V. und Olofsson, G. und Osborn, H. P. und Ottensamer, R. und Pagano, I. und Palle, E. und Peter, G. und Piazza, D. und Piotto, G. und Pollacco, D. und Queloz, D. und Ragazzoni, R. und Rando, N. und Rauer, H. und Santos, N. C. und Scandariato, G. und Segransan, D. und Serrano, L. M. und Sicilia, D. und Simon, A. E. und Smith, Alexis M S und Sousa, S. G. und Steller, M. und Thomas, N. und Udry, S. und Van Grootel, V. und Walton, N. A. und Wilson, T. G. (2021) The changing face of AU Mic b: stellar spots, spin-orbit commensurability, and transit timing variations as seen by CHEOPS and TESS. Astronomy & Astrophysics, 654, A159. EDP Sciences. doi: 10.1051/0004-6361/202140345. ISSN 0004-6361.

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Offizielle URL: https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2021/10/aa40345-21/aa40345-21.html

Kurzfassung

AU Mic is a young planetary system with a resolved debris disc showing signs of planet formation and two transiting warm Neptunes near mean-motion resonances. Here we analyse three transits of AU Mic b observed with the CHaracterising ExOPlanet Satellite (CHEOPS), supplemented with sector 1 and 27 Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) photometry, and the All-Sky Automated Survey from the ground. The refined orbital period of AU Mic b is 8.462995 ± 0.000003 d, whereas the stellar rotational period is Prot = 4.8367 ± 0.0006 d. The two periods indicate a 7:4 spin-orbit commensurability at a precision of 0.1%. Therefore, all transits are observed in front of one of the four possible stellar central longitudes. This is strongly supported by the observation that the same complex star-spot pattern is seen in the second and third CHEOPS visits that were separated by four orbits (and seven stellar rotations). Using a bootstrap analysis we find that flares and star spots reduce the accuracy of transit parameters by up to 10% in the planet-to-star radius ratio and the accuracy on transit time by 3-4 min. Nevertheless, occulted stellar spot features independently confirm the presence of transit timing variations (TTVs) with an amplitude of at least 4 min. We find that the outer companion, AU Mic c, may cause the observed TTVs.

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Dokumentart:

Zeitschriftenbeitrag

Titel:

The changing face of AU Mic b: stellar spots, spin-orbit commensurability, and transit timing variations as seen by CHEOPS and TESS

Autoren:

Autoren	Institution oder E-Mail-Adresse	Autoren-ORCID-iD	ORCID Put Code
Szabó, Gy. M.	ELTE Eötvös Loránd University, Gothard Astrophysical Observatory, 9700, Szombathely, Szent Imre h. u. 112, Hungary ; MTA-ELTE Exoplanet Research Group, 9700, Szombathely, Szent Imre h. u. 112, Hungary	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gandolfi, D.	Dipartimento di Fisica, Universitá di Torino, Via P. Giuria 1, I-10125, Torino, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Brandeker, A.	Department of Astronomy , Stockholm University, SE-106 91 Stockholm, Sweden	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Csizmadia, Sz.	szilard.csizmadia (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0001-6803-9698	NICHT SPEZIFIZIERT
Garai, Z.	ELTE Eötvös Loránd University, Gothard Astrophysical Observatory, 9700 Szombathely, Szent Imre h. u. 112, Hungary; MTA-ELTE Exoplanet Research Group, 9700 Szombathely, Szent Imre h. u. 112, Hungary; Astronomical Institute, Slovak Academy of Sciences, 0596	https://orcid.org/0000-0001-9483-2016	NICHT SPEZIFIZIERT
Billot, N.	Observatoire de Genève, University of Geneva, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Broeg, C.	Physikalisches Institut, University of Bern, Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ehrenreich, D.	Observatoire de Genève, University of Geneva, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Fortier, A.	Physikalisches Institut, University of Bern, Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Fossati, L.	Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Schmiedlstrasse 6, 8041 Graz, Austria	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hoyer, S.	Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Univ. de Provence, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Kiss, L.	Konkoly Observatory, Research Centre for Astronomy and Earth, Budapest, Hungary	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lecavelier des Etangs, A.	Institut d Astrophysique de Paris, CNRS, UMR 7095 & Sorbonne Universites, UPMC Paris 6, 98 bis bd Arago, 75014 Paris, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Maxted, P. F. L.	Astrophysics Group, Keele University, Staffordshire ST5 5BG, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ribas, I.	Institute d´Estudis Espacials de Catalunya and Instituto de Ciencias des Espacio, Barcelona, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Alibert, Y.	Physikalisches Institut, University of Bern;Observatoire de Besançon, Institut UTINAM, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Alonso, R.	Instituto de Astrofisica de Canarias, C/via Lactea s/n, 38205 La Laguna, Tenerife, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Anglada Escudé, G.	Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC), Campus UAB, CanMagrans s/n, 08193 Bellaterra, Spain; Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), 08034 Barcelona,Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bàrczy, T.	Admatis, Miskolc, Hungary	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Barros, S. C. C.	Instituto de Astrofisica e Ciencias do Espaco, Universidade do Porto, CAUP, Rua das Estrelas, 4150-762 Porto, Portugal	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Barrado, D.	Departamento de Astrofisica, Centro de Astrobiologia (INTA-CSIC), Campus ESAC (ESA)Camino Bajo del Castillo s/n 28692 Villanueva de la Canada, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Baumjohann, W.	Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Graz, Austria	https://orcid.org/0000-0001-6271-0110	NICHT SPEZIFIZIERT
Beck, M.	Observatoire de Genève, University of Geneva, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Beck, T.	Center for Space and Habitability, University of Bern, Gesellschaftsstraße 6, 3012, Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bekkelien, A.	Observatoire Astronomique de l'Université de Genève, Chemin Pegasi 51, 1290 Versoix, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bonfils, X.	Institut de Planétologie et d'Astrophysique, University of Grenoble, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Benz, W.	Physikalisches Institut,University of Bern, Sidlerstraße 5, CH-3012 Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Borsato, L.	Dipartimento di Fisica e Astronomia, Universita degli Studi di Padova, via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy	https://orcid.org/0000-0001-8627-9628	NICHT SPEZIFIZIERT
Busch, M. -D.	Physikalisches Institut, University of Bern, Gesellsschaftstrasse 6, 3012, Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Cabrera Perez, Juan	Juan.Cabrera (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0001-6653-5487	NICHT SPEZIFIZIERT
Charnoz, S.	Institut de Physique du Globe, Paris, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Collier Cameron, A.	SUPA, School of Physics and Astronomy, University of St. Andrews, North Haugh, Fife KY16 9SS, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Van Damme, C. Corral	ESTEC, European Space Agency, Keplerlaan 1, 2201, AZ Noordwijk, The Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Davies, M. B.	Lund Observatory, Department of Astronomy and Theoretical Physics, Lund University, 22100, Lund, Sweden	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Delrez, L.	Institut d’Astrophysique et de Geophysique, Universite de Liege, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Deleuil, M.	Aix Marseille Universite, CNRS, LAM (Laboratoire d Astrophysique de Marseille) UMR 7326, 13388, Marseille, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Demangeon, O. D. S.	Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM, Marseille, France; Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, CAUP, Rua das Estrelas, 4150-762, Porto, Portugal	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Demory, B. -O.	Center for Space and Habitability, Gesellsschaftstrasse 6, 3012, Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Erikson, A	anders.erikson (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Fridlund, M.	Department of Space, Earth and Environment, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, 439 92, Onsala, Sweden; Leiden Observatory, Leiden University, 2333CA, Leiden, The Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Futyan, D.	Observatoire de Genève, University of Geneva, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Garcia Munoz, A.	Zentrum fuer Astronomie und Astrophysik, Technische Universitaet Berlin, Germany	https://orcid.org/0000-0003-1756-4825	NICHT SPEZIFIZIERT
Gillon, M.	Institut d'Astrophysique et de Géophysique, Universitée de Liège, Allée du 6 août 17, B-4000 Liège, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Guedel, M.	University of Vienna, Department of Astrophysics, Türkenschanzstrasse 17, 1180, Vienna, Austria	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Guterman, P.	Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Heng, K.	Center for Space and Habitability, University of Bern, Gesellschaftsstraße 6, 3012, Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Isaak, K. G.	ESA/ESTEC, Noordwijk, Niederlande	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lacedelli, G.	Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei", Universià degli Studi di Padova, Vicolo dell'Osservatorio 3, 35122, Padova, Italy; INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo dell'Osservatorio 5, 35122, Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Laskar, J.	IMCCE, UMR8028 CNRS, Observatoire de Paris, PSL Univ.,Sorbonne Univ., 77 av. Denfert-Rochereau, 75014 Paris, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lendl, M.	Geneva Observatory, University of Geneva, Chemin des Mailettes 51, 1290, Versoix, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lovis, C.	Geneva Observatory, University of Geneva, Chemin des Mailettes 51, 1290, Versoix, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Luntzer, A.	Department of Astrophysics, University of Vienna	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Magrin, D.	INAF, Astronomical Institute, Padua, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Nascimbeni, V.	NAF - Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo dell’Osservatorio 5, Padova, IT-35122, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Olofsson, G.	Department of Astronomy, Stockholm University, AlbaNova University Center, 10691 Stockholm, Sweden	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Osborn, H. P.	NCCR/PlanetS, Centre for Space & Habitability, University of Bern, Bern, Switzerland; Department of Physics and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ottensamer, R.	Dept. of Astrophysics, University of Vienna, Austria	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Pagano, I.	INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania, Via S. Sofia 78, 95123 Catania, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Palle, E.	Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Peter, G.	Gisbert.Peter (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0001-6101-2513	NICHT SPEZIFIZIERT
Piazza, D.	Physics Institute, Space Research & Planetary Sciences, University of Bern, Sidlerstr. 5, CH-3012 Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Piotto, G.	INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, vicolo dell Osservatorio 5, 35122 Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Pollacco, D.	Department of Physics, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry, CV4 7AL, UK; Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry, CV4 7AL, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Queloz, D.	Cavendish Laboratory, J J Thomson Avenue, Cambridge, CB3 0HE, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ragazzoni, R.	Dipartimento di Fisica e Astronomia, Universita degli Studi di Padova, Vicolo dell Osservatorio 3, 35122 Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Rando, N.	ESA/ESTEC, Noordwijk, Niederlande	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Rauer, H.	Heike.Rauer (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Santos, N. C.	Instituto de Astrofisica e Ciencias do Espaco, Universidade do Porto, CAUP, Rua das Estrelas, 4150-762 Porto, Portugal; Departamento de Fisica e Astronomia, Faculdade de Ciencias, Universidade do Porto, Rua Campo Alegre, 4169-007 Porto, Portugal	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Scandariato, G.	NAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, Piazza del Parlamento 1, 90134 Palermo, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Segransan, D.	Observatoire de Geneve, Universite de Geneve, 51 Chemin des Maillettes, 1290 Sauverny, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Serrano, L. M.	instituto de astrofísica e ciências do espaço, universidade do porto, caup, rua das estrelas, 4150-762 porto, portugal	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Sicilia, D.	INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania, Via S. Sofia 78, 95123 Catania, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Simon, A. E.	Center for Space and Habitability, University of Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Smith, Alexis M S	Alexis.Smith (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0002-2386-4341	NICHT SPEZIFIZIERT
Sousa, S. G.	Instituto de Astrofisica e Ciencias do Espaco, Universidade do Porto, CAUP, Rua das Estrelas, 4150-762 Porto, Portugal	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Steller, M.	Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Schmiedlstrasse 6, 8042, Graz, Austria	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, N.	Physikalisches Institut, Uni Bern Siedlerstrasse, Bern, 3012 Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Udry, S.	Observatoire de Genève, Sauverny, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Van Grootel, V.	Université de Liege, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Walton, N. A.	Institute of Astronomy, University of Cambridge, Cambridge, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Wilson, T. G.	School of Physics and Astronomy, St. Andrews, UK	https://orcid.org/0000-0001-8749-1962	NICHT SPEZIFIZIERT

Datum:

26 Oktober 2021

Erschienen in:

Astronomy & Astrophysics

Referierte Publikation:

Open Access:

Gold Open Access:

Nein

In SCOPUS:

In ISI Web of Science:

Band:

654

DOI:

10.1051/0004-6361/202140345

Seitenbereich:

A159

Verlag:

EDP Sciences

ISSN:

0004-6361

Status:

veröffentlicht

Stichwörter:

Astrophysics - Earth and Planetary Astrophysics, 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 - CHEOPS Science, R - Projekt CHEOPS

Standort:

Berlin-Adlershof

Institute & Einrichtungen:

Institut für Planetenforschung > Extrasolare Planeten und Atmosphären
Institut für Planetenforschung > Leitungsbereich PF
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Smith, Dr Alexis M S

Hinterlegt am:

10 Nov 2021 11:23

Letzte Änderung:

05 Dez 2023 07:19

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