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Transit timings variations in the three-planet system: TOI-270

Kaye, Laurel und Vissapragada, Shreyas und Günther, Maximilian N. und Aigrain, Suzanne und Mikal-Evans, Thomas und Jensen, Eric L. N. und Parviainen, Hannu und Pozuelos, Francisco J. und Abe, Lyu und Acton, Jack S. und Agabi, Abdelkrim und Alves, Douglas R. und Anderson, David R. und Armstrong, David J. und Barkaoui, Khalid und Barragán, Oscar und Benneke, Björn und Boyd, Patricia T. und Brahm, Rafael und Bruni, Ivan und Bryant, Edward M. und Burleigh, Matthew R. und Casewell, Sarah L. und Ciardi, David und Cloutier, Ryan und Collins, Karen A. und Collins, Kevin I. und Conti, Dennis M. und Crossfield, Ian J. M. und Crouzet, Nicolas und Daylan, Tansu und Dragomir, Diana und Dransfield, Georgina und Fabrycky, Daniel und Fausnaugh, Michael und Fuűrész, Gábor und Gan, Tianjun und Gill, Samuel und Gillon, Michaël und Goad, Michael R. und Gorjian, Varoujan und Greklek-McKeon, Michael und Guerrero, Natalia und Guillot, Tristan und Jehin, Emmanuël und Jenkins, J. S. und Lendl, Monika und Kamler, Jacob und Kane, Stephen R. und Kielkopf, John F. und Kunimoto, Michelle und Marie-Sainte, Wenceslas und McCormac, James und Mékarnia, Djamel und Morales, Farisa Y. und Moyano, Maximiliano und Palle, Enric und Parmentier, Vivien und Relles, Howard M. und Schmider, François-Xavier und Schwarz, Richard P. und Seager, S. und Smith, Alexis M S und Tan, Thiam-Guan und Taylor, Jake und Triaud, Amaury H. M. J. und Twicken, Joseph D. und Udry, Stephane und Vines, J. I. und Wang, Gavin und Wheatley, Peter J. und Winn, Joshua N. (2022) Transit timings variations in the three-planet system: TOI-270. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 510 (4), Seiten 5464-5485. Oxford University Press. doi: 10.1093/mnras/stab3483. ISSN 0035-8711.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://academic.oup.com/mnras/article/510/4/5464/6454033

Kurzfassung

We present ground- and space-based photometric observations of TOI-270 (L231-32), a system of three transiting planets consisting of one super-Earth and two sub-Neptunes discovered by TESS around a bright (K-mag = 8.25) M3V dwarf. The planets orbit near low-order mean-motion resonances (5:3 and 2:1) and are thus expected to exhibit large transit timing variations (TTVs). Following an extensive observing campaign using eight different observatories between 2018 and 2020, we now report a clear detection of TTVs for planets c and d, with amplitudes of ~10 min and a super-period of ~3 yr, as well as significantly refined estimates of the radii and mean orbital periods of all three planets. Dynamical modelling of the TTVs alone puts strong constraints on the mass ratio of planets c and d and on their eccentricities. When incorporating recently published constraints from radial velocity observations, we obtain masses of Mb=1.48±0.18M⊕, Mc=6.20±0.31M⊕, and Md=4.20±0.16M⊕ for planets b, c, and d, respectively. We also detect small but significant eccentricities for all three planets : eb = 0.0167 ± 0.0084, ec = 0.0044 ± 0.0006, and ed = 0.0066 ± 0.0020. Our findings imply an Earth-like rocky composition for the inner planet, and Earth-like cores with an additional He/H2O atmosphere for the outer two. TOI-270 is now one of the best constrained systems of small transiting planets, and it remains an excellent target for atmospheric characterization.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/148717/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Transit timings variations in the three-planet system: TOI-270
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kaye, LaurelDepartment of Physics, University of Oxford, Keble Road, Oxford OX1 3RH, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vissapragada, ShreyasDivision of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, 1200 East California Blvd, Pasadena, CA 91125, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Günther, Maximilian N.Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA; Juan Carlos Torres Fellow; Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Aigrain, SuzanneDepartment of Physics, University of Oxford, Keble Road, Oxford OX1 3RH, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mikal-Evans, ThomasKavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jensen, Eric L. N.Department of Physics & Astronomy, Swarthmore College, Swarthmore, PA 19081, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Parviainen, HannuInstituto de Astrofísica de Canarias (IAC), E-38200 La Laguna, Tenerife, Spain; Department Astrofísica, Universidad de La Laguna (ULL), E-38206 La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pozuelos, Francisco J.Space Sciences, Technologies and Astrophysics Research (STAR) Institute, Université de Liège, 19C Allée du 6 Août, B-4000 Liège, Belgium; Astrobiology Research Unit, Université de Liège, 19C Allée du 6 Août, B-4000 Liège, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Abe, LyuUniversité Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Bd de l'Observatoire, CS 34229, F-06304 Nice cedex 4, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Acton, Jack S.School of Physics and Astronomy, University of Leicester, University Road, Leicester LE1 7RH, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Agabi, AbdelkrimUniversité Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Bd de l'Observatoire, CS 34229, F-06304 Nice cedex 4, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alves, Douglas R.Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Casilla 36-D, Santiago, ChileNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Anderson, David R.Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UK; Department of Physics, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Armstrong, David J.Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UK; Department of Physics, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barkaoui, KhalidAstrobiology Research Unit, Université de Liège, 19C Allée du 6 Août, B-4000 Liège, Belgium; Oukaimeden Observatory, High Energy Physics and Astrophysics Laboratory, Cadi Ayyad University, Marrakech, MoroccoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barragán, OscarDepartment of Physics, University of Oxford, Keble Road, Oxford OX1 3RH, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Benneke, BjörnDepartment of Physics and Institute for Research on Exoplanets, Université de Montréal, Montreal, QC, CanadaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boyd, Patricia T.Astrophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD 20771, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brahm, RafaelFacultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Adolfo Ibáñez, Av. Diagonal las Torres 2640, Peñalolén, Santiago, Chile; Millennium Institute for Astrophysics, 4860, Macul, Santiago, ChileNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bruni, IvanConcordia Station, IPEV/PNRA, AntarcticaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bryant, Edward M.Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UK; Department of Physics, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Burleigh, Matthew R.School of Physics and Astronomy, University of Leicester, University Road, Leicester LE1 7RH, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Casewell, Sarah L.School of Physics and Astronomy, University of Leicester, University Road, Leicester LE1 7RH, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ciardi, DavidCaltech/IPAC-NASA Exoplanet Science Institute Pasadena, CA 91125, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cloutier, RyanBanting Fellow; Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, 60 Garden Street, Cambridge, MA 02138, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Collins, Karen A.George Mason University, 4400 University Drive, Fairfax, VA 22030 USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Collins, Kevin I.American Association of Variable Star Observers, 49 Bay State Road, Cambridge, MA 02138, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Conti, Dennis M.American Association of Variable Star Observers, 49 Bay State Road, Cambridge, MA 02138, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Crossfield, Ian J. M.Department of Physics and Astronomy, University of Kansas, Pasadena, CA 91125, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Crouzet, NicolasEuropean Space Agency (ESA), European Space Research and Technology Centre (ESTEC), Keplerlaan 1, NL-2201 AZ Noordwijk, the NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Daylan, TansuKavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA; Kavli FellowNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dragomir, DianaDepartment of Physics and Astronomy, University of New Mexico, 210 Yale Blvd NE, Albuquerque, NM 87106, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dransfield, GeorginaSchool of Physics & Astronomy, University of Birmingham, Edgbaston, Birmingham B15 2TT, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fabrycky, DanielDepartment of Astronomy and Astrophysics, University of Chicago, 5640 S Ellis Ave Chicago, IL 60637, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fausnaugh, MichaelKavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fuűrész, GáborKavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gan, TianjunDepartment of Astronomy and Tsinghua Centre for Astrophysics, Tsinghua University, Beijing 100084, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gill, SamuelCentre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UK; Department of Physics, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gillon, MichaëlAstrobiology Research Unit, Université de Liège, 19C Allée du 6 Août, B-4000 Liège, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Goad, Michael R.School of Physics and Astronomy, University of Leicester, University Road, Leicester LE1 7RH, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gorjian, VaroujanJet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA 91109, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Greklek-McKeon, MichaelDivision of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, 1200 East California Blvd, Pasadena, CA 91125, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Guerrero, NataliaDepartment of Physics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Guillot, TristanUniversité Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Bd de l'Observatoire, CS 34229, F-06304 Nice cedex 4, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jehin, EmmanuëlSpace Sciences, Technologies and Astrophysics Research (STAR) Institute, Université de Liège, 19C Allée du 6 Août, B-4000 Liège, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jenkins, J. S.Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Casilla 36-D, Santiago, Chile; Núcleo de Astronomía, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Av. Ejército 441, Santiago, ChileNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lendl, MonikaObservatoire Astronomique de l'Université de Genève, Chemin Pegasi CH-51, Versoix, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kamler, JacobJohn F. Kennedy High School, 3000 Bellmore Avenue, Bellmore, NY 11710, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kane, Stephen R.Department of Earth and Planetary Sciences, University of California, Riverside, CA 92521, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kielkopf, John F.Department of Physics and Astronomy, University of Louisville, Louisville, KY 40292, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kunimoto, MichelleDepartment of Physics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA; Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marie-Sainte, WenceslasConcordia Station, IPEV/PNRA, AntarcticaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
McCormac, JamesCentre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UK; Department of Physics, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mékarnia, DjamelUniversité Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Bd de l'Observatoire, CS 34229, F-06304 Nice cedex 4, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morales, Farisa Y.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA 91109, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moyano, MaximilianoInstituto de Astronomía, Universidad Católica del Norte, 1270709, Antofagasta, ChileNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Palle, EnricInstituto de Astrofísica de Canarias (IAC), E-38200 La Laguna, Tenerife, Spain; Department Astrofísica, Universidad de La Laguna (ULL), E-38206 La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Parmentier, VivienDepartment of Physics, University of Oxford, Keble Road, Oxford OX1 3RH, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Relles, Howard M.Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, 60 Garden Street, Cambridge, MA 02138, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmider, François-XavierUniversité Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Bd de l'Observatoire, CS 34229, F-06304 Nice cedex 4, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwarz, Richard P.Patashnick Voorheesville Observatory, Voorheesville, NY 12186, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seager, S.Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA; Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA; Department of ANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Smith, Alexis M SAlexis.Smith (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2386-4341NICHT SPEZIFIZIERT
Tan, Thiam-GuanPerth Exoplanet Survey Telescope, Perth, Western, WA 6076, AustraliaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Taylor, JakeDepartment of Physics, University of Oxford, Keble Road, Oxford OX1 3RH, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Triaud, Amaury H. M. J.School of Physics & Astronomy, University of Birmingham, Edgbaston, Birmingham B15 2TT, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Twicken, Joseph D.SETI Institute, Mountain View, CA 94043, USA; NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA 94035, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Udry, StephaneObservatoire Astronomique de l'Université de Genève, Chemin Pegasi CH-51, Versoix, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vines, J. I.Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Casilla 36-D, Santiago, ChileNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wang, GavinTsinghua International School, Beijing 100084, China; Stanford Online High School, 415 Broadway Academy Hall, Floor 2, 8853, Redwood City, CA 94063, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wheatley, Peter J.Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UK; Department of Physics, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Winn, Joshua N.Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, 4 Ivy Lane, Princeton, NJ 08544, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2022
Erschienen in:Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:510
DOI:10.1093/mnras/stab3483
Seitenbereich:Seiten 5464-5485
Verlag:Oxford University Press
ISSN:0035-8711
Status:veröffentlicht
Stichwörter:planets and satellites: composition, planets and satellites: formation, planets and satellites: fundamental parameters
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt PLATO - PMC und Science
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Extrasolare Planeten und Atmosphären
Hinterlegt von: Smith, Dr Alexis M S
Hinterlegt am:22 Feb 2022 07:33
Letzte Änderung:08 Feb 2023 03:00

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