Detection of the tidal deformation of WASP-103b at 3 σ with CHEOPS

Barros, S. C. C. und Akinsanmi, B. und Boué, G. und Smith, Alexis M S und Laskar, J. und Ulmer-Moll, S. und Lillo-Box, J. und Queloz, D. und Cameron, A. C. und Sousa, S. G. und Ehrenreich, D. und Hooton, M. J. und Bruno, G. und Demory, B. -O. und Correia, A. C. M. und Demangeon, O. D. S. und Wilson, T. G. und Bonfanti, A. und Hoyer, S. und Alibert, Y. und Alonso, R. und Anglada Escudé, G. und Barbato, D. und Bàrczy, T. und Barrado, D. und Baumjohann, W. und Beck, M. und Beck, T. und Benz, W. und Bergomi, M. und Billot, N. und Bonfils, X. und Bouchy, F. und Brandeker, A. und Broeg, C. und Cabrera Perez, Juan und Cessa, V. und Charnoz, S. und Damme, C. C. V. und Davies, M.B. und Deleuil, M. und Deline, A. und Delrez, L. und Erikson, A und Fortier, A. und Fossati, L. und Fridlund, M. und Gandolfi, D. und Muñoz, A. García und Gillon, M. und Güdel, M und Isaak, K. G. und Heng, K. und Kiss, L. und Lecavelier des Etangs, A. und Lendl, M. und Lovis, C. und Magrin, D. und Nascimbeni, V. und Maxted, P. F. L. und Olofsson, G. und Ottensamer, R. und Pagano, I. und Palle, E. und Parviainen, H. und Peter, G. und Piotto, G. und Pollacco, D. und Ragazzoni, R. und Rando, N. und Rauer, H. und Ribas, I. und Santos, N. C. und Scandariato, G. und Segransan, D. und Simon, A. E. und Steller, M. und Szabó, Gy. M. und Thomas, N. und Udry, S. und Ulmer, B. und Van Grootel, V. und Walton, N. A. (2022) Detection of the tidal deformation of WASP-103b at 3 σ with CHEOPS. Astronomy & Astrophysics, 657, A52. EDP Sciences. doi: 10.1051/0004-6361/202142196. ISSN 0004-6361.

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Offizielle URL: https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2022/01/aa42196-21/aa42196-21.html

Kurzfassung

Context. Ultra-short period planets undergo strong tidal interactions with their host star which lead to planet deformation and orbital tidal decay. Aims: WASP-103b is the exoplanet with the highest expected deformation signature in its transit light curve and one of the shortest expected spiral-in times. Measuring the tidal deformation of the planet would allow us to estimate the second degree fluid Love number and gain insight into the planet's internal structure. Moreover, measuring the tidal decay timescale would allow us to estimate the stellar tidal quality factor, which is key to constraining stellar physics. Methods: We obtained 12 transit light curves of WASP-103b with the CHaracterising ExOplanet Satellite (CHEOPS) to estimate the tidal deformation and tidal decay of this extreme system. We modelled the high-precision CHEOPS transit light curves together with systematic instrumental noise using multi-dimensional Gaussian process regression informed by a set of instrumental parameters. To model the tidal deformation, we used a parametrisation model which allowed us to determine the second degree fluid Love number of the planet. We combined our light curves with previously observed transits of WASP-103b with the Hubble Space Telescope (HST) and Spitzer to increase the signal-to-noise of the light curve and better distinguish the minute signal expected from the planetary deformation. Results: We estimate the radial Love number of WASP-103b to be hf = 1.59−0.53+0.45. This is the first time that the tidal deformation is directly detected (at 3 σ) from the transit light curve of an exoplanet. Combining the transit times derived from CHEOPS, HST, and Spitzer light curves with the other transit times available in the literature, we find no significant orbital period variation for WASP-103b. However, the data show a hint of an orbital period increase instead of a decrease, as is expected for tidal decay. This could be either due to a visual companion star if this star is bound, the Applegate effect, or a statistical artefact. Conclusions: The estimated Love number of WASP-103b is similar to Jupiter's. This will allow us to constrain the internal structure and composition of WASP-103b, which could provide clues on the inflation of hot Jupiters. Future observations with James Webb Space Telescope can better constrain the radial Love number of WASP-103b due to their high signal-to-noise and the smaller signature of limb darkening in the infrared. A longer time baseline is needed to constrain the tidal decay in this system.

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Dokumentart:

Zeitschriftenbeitrag

Titel:

Detection of the tidal deformation of WASP-103b at 3 σ with CHEOPS

Autoren:

Autoren	Institution oder E-Mail-Adresse	Autoren-ORCID-iD	ORCID Put Code
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
Akinsanmi, B.	Instituto de Astrofisica e Ciencias do Espaco, Universidade do Porto, CAUP, Rua das Estrelas, 4150-762 Porto, Portugal	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Boué, G.	IMCCE, UMR8028 CNRS, Observatoire de Paris, PSL Univ.,Sorbonne Univ., 77 av. Denfert-Rochereau, 75014 Paris, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Smith, Alexis M S	Alexis.Smith (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0002-2386-4341	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
Ulmer-Moll, S.	Observatoire Astronomique de l'Université de Genève, Chemin Pegasi 51, Versoix, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lillo-Box, J.	Depto. de Astrofisica, Centro de Astrobiologia (CSIC-INTA), ESAC campus, 28692, Villanueva de la Cañada (Madrid), Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Queloz, D.	Observatoire Astronomique de l'Université de Genève, Chemin Pegasi 51, Versoix, Switzerland; Cavendish Laboratory, JJ Thomson Avenue, Cambridge, CB3 0HE, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Cameron, A. C.	School of Physics and Astronomy, University of St. Andrews, Scotland, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	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
Ehrenreich, D.	Observatoire de Genève, University of Geneva, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hooton, M. J.	University of Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bruno, G.	Physikalisches Institut,University of Bern, Sidlerstraße 5, CH-3012 Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Demory, B. -O.	Center for Space and Habitability, Gesellsschaftstrasse 6, 3012, Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Correia, A. C. M.	CFisUC, Department of Physics, University of Coimbra, 3004-516 Coimbra, Portugal	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Demangeon, O. D. S.	Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Univ. de Provence, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Wilson, T. G.	School of Physics and Astronomy, St. Andrews, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bonfanti, A.	Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Austria	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hoyer, S.	Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Univ. de Provence, France	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 (IAC), Via Lactea s/n 38200, La Laguna, 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
Barbato, D.	Observatoire Astronomique de l'Université de Genève, Chemin Pegasi 51, Versoix, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bàrczy, T.	Admatis, Miskolc, Hungary	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	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Beck, M.	Université de Genève, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Beck, T.	Center for Space and Habitability, University of Bern, Gesellschaftsstraße 6, 3012, Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Benz, W.	Physikalisches Institut, Universität Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bergomi, M.	INAF - Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo dell'Osservatorio 5, 35122 Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Billot, N.	Observatoire de Genève, University of Geneva, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bonfils, X.	Institut de Planétologie et d'Astrophysique, University of Grenoble, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bouchy, F.	Observatoire de Genève, Sauverny, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Brandeker, A.	Department of Astronomy , Stockholm University, SE-106 91 Stockholm, Sweden	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Broeg, C.	Physikalisches Institut, University of Bern, Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Cabrera Perez, Juan	Juan.Cabrera (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0001-6653-5487	NICHT SPEZIFIZIERT
Cessa, V.	Center for Space and Habitability, University of Bern, Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Charnoz, S.	Institut de Physique du Globe de Paris, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Damme, C. C. V.	ESTEC, European Space Agency, 2201AZ, Noordwijk, The Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Davies, M.B.	Lund Observatory, Department of Astronomy & Theoretical Physics, Lund University, Box 43, SE-221 00, Lund, Sweden	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Deleuil, M.	Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Deline, A.	Observatoire de Genève, University of Geneva, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Delrez, L.	Institut d Astrophysique et de Geophysique, Universite de Liege, Allee du 6 Aout, 17, Bat. B5C, Liege 1, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Erikson, A	anders.erikson (at) dlr.de	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
Fridlund, M.	Leiden Observatory, Leiden University, 2333CA Leiden, The Netherlands; Department of Space, Earth and Environment, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, 439 92, Onsala, Sweden	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gandolfi, D.	Dipartimento di Fisica, Universita di Torino, Via Pietro Giuria 1, 10125, Torino, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Muñoz, A. García	Center for Astronomy and Astrophysics, Technical University Berlin, Hardenberstrasse 36, 10623, Berlin, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	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
Güdel, M	University of Vienna, Dept. of Astrophysics, Türkenschanzstr. 17, 1180, Vienna, Austria	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Isaak, K. G.	ESA/ESTEC, Noordwijk, Niederlande	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Heng, K.	Center for Space and Habitability, University of Bern, Gesellschaftsstraße 6, 3012, Bern, Switzerland	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
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
Magrin, D.	INAF - Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo dell'Osservatorio 5, 35122 Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Nascimbeni, V.	NAF - Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo dell’Osservatorio 5, Padova, IT-35122, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Maxted, P. F. L.	Astrophysics Group, Keele University, Staffordshire ST5 5BG, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Olofsson, G.	Department of Astronomy, Stockholm University, AlbaNova University Center, 10691 Stockholm, Sweden	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ottensamer, R.	University of Vienna, Department of Astrophysics, 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 Astrofısica de Canarias, 38205 La Laguna, Tenerife, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Parviainen, H.	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
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
Ragazzoni, R.	INAF - Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo dell'Osservatorio 5, 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
Ribas, I.	Institut de Ciencies de l'Espai (ICE, CSIC), Campus UAB,C/ de Can Magrans s/n, 08193, Bellaterra, Spain; Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), C/ Gran Capita 2-4, 08034, Barcelona, Spain	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.	INAF, Osservatorio Astrofisico di Catania, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Segransan, D.	Geneva Observatory, University of Geneva, Chemin des Mailettes 51, 1290, Versoix, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Simon, A. E.	Center for Space and Habitability, University of Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Steller, M.	Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Schmiedlstrasse 6, 8042, Graz, Austria	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
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
Thomas, N.	Physikalisches Institut, Universität Bern, CH	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Udry, S.	Geneva Observatory, University of Geneva, Chemin des Mailettes 51, 1290 Versoix, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ulmer, B.	Ingenieurbüro Ulmer, Germany	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

Datum:

2022

Erschienen in:

Astronomy & Astrophysics

Referierte Publikation:

Open Access:

Gold Open Access:

Nein

In SCOPUS:

In ISI Web of Science:

Band:

657

DOI:

10.1051/0004-6361/202142196

Seitenbereich:

A52

Verlag:

EDP Sciences

ISSN:

0004-6361

Status:

veröffentlicht

Stichwörter:

planets and satellites: fundamental parameters, planets and satellites: composition, planets and satellites: interiors, planets and satellites: individual: WASP-103b, techniques: photometric, time, 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 Optische Sensorsysteme
Institut für Planetenforschung > Leitungsbereich PF

Hinterlegt von:

Smith, Dr Alexis M S

Hinterlegt am:

01 Feb 2022 09:15

Letzte Änderung:

03 Nov 2022 11:26

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