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Investigating the visible phase-curve variability of 55 Cnc e

Meier Valdés, E. A. und Morris, B. M. und Demory, B.-O. und Brandeker, A. und Kitzmann, D. und Benz, W. und Deline, A. und Florén, H.-G. und Sousa, S. G. und Bourrier, V. und Singh, V. und Heng, K. und Strugarek, A. und Bower, D. J. und Jäggi, N. und Carone, L. und Lendl, M. und Jones, K. und Oza, A. V. und Demangeon, O. D. S. und Alibert, Y. und Alonso, R. und Anglada, G. und Asquier, J. und Bàrczy, T. und Barrado Navascues, D. und Barros, S. C. C. und Baumjohann, W. und Beck, M. und Beck, T. und Billot, N. und Bonfils, X. und Borsato, L. und Broeg, C. und Cabrera, J. und Charnoz, S. und Collier Cameron, A. und Csizmadia, Sz. und Cubillos, P. E. und Davies, M. B. und Deleuil, M. und Delrez, L. und Ehrenreich, D. und Erikson, A. und Fortier, A. und Fossati, L. und Fridlund, M. und Gandolfi, D. und Gillon, M. und Güdel, M. und Günther, M. N. und Hoyer, S. und Isaak, K. G. und Kiss, L. L. und Laskar, J. und Lecavelier des Etangs, A. und Lovis, C. und Magrin, D. und Maxted, P. F. L. und Mordasini, C. und Nascimbeni, V. und Olofsson, G. und Ottensamer, R. und Pagano, I. und Palle, E. und Peter, G. und Piotto, G. und Pollacco, D. und Queloz, D. und Ragazzoni, R. und Rando, N. und Rauer, H. und Ribas, I. und Santos, N. C. und Sarajlic, M. und Scandariato, G. und Ségransan, D. und Sicilia, D. und Simon, A. E. und Smith, A. M. S. und Steller, M. und Szabó, Gy. M. und Thomas, N. und Udry, S. und Ulmer, B. und Van Grootel, V. und Venturini, J. und Walton, N. A. und Wilson, T. G. und Wolter, D. (2023) Investigating the visible phase-curve variability of 55 Cnc e. Astronomy & Astrophysics, 677, A112. EDP Sciences. doi: 10.1051/0004-6361/202346050. ISSN 0004-6361.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
28MB

Offizielle URL: https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2023/09/aa46050-23/aa46050-23.html

Kurzfassung

Context. 55 Cnc e is an ultra-short period super-Earth transiting a Sun-like star. Previous observations in the optical range detected a time-variable flux modulation that is phased with the planetary orbital period, whose amplitude is too large to be explained by reflected light and thermal emission alone. Aims: The goal of the study is to investigate the origin of the variability and timescale of the phase-curve modulation in 55 Cnc e. To this end, we used the CHaracterising ExOPlanet Satellite (CHEOPS), whose exquisite photometric precision provides an opportunity to characterise minute changes in the phase curve from one orbit to the next. Methods: CHEOPS observed 29 individual visits of 55 Cnc e between March 2020 and February 2022. Based on these observations, we investigated the different processes that could be at the origin of the observed modulation. In particular, we built a toy model to assess whether a circumstellar torus of dust driven by radiation pressure and gravity might match the observed flux variability timescale. Results: We find that the phase-curve amplitude and peak offset of 55 Cnc e do vary between visits. The sublimation timescales of selected dust species reveal that silicates expected in an Earth-like mantle would not survive long enough to explain the observed phase-curve modulation. We find that silicon carbide, quartz, and graphite are plausible candidates for the circumstellar torus composition because their sublimation timescales are long. Conclusions: The extensive CHEOPS observations confirm that the phase-curve amplitude and offset vary in time. We find that dust could provide the grey opacity source required to match the observations. However, the data at hand do not provide evidence that circumstellar material with a variable grain mass per unit area causes the observed variability. Future observations with the James Webb Space Telescope (JWST) promise exciting insights into this iconic super-Earth.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198705/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Investigating the visible phase-curve variability of 55 Cnc e
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Meier Valdés, E. A.Center for Space and Habitability, University of Bern, Gesellschaftsstrasse 6, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morris, B. M.Center for Space and Habitability, University of Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Demory, B.-O.Center for Space and Habitability, Gesellsschaftstrasse 6, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brandeker, A.Department of Astronomy – Stockholm University, SE-106 91 Stockholm, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kitzmann, D.Center for Space and Habitability, University of Bern, Gesellschaftsstraße 6, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Benz, W.Physics Institute, Space Research & Planetary Sciences, University of Bern, Sidlerstr. 5, CH-3012 Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Deline, A.Observatoire de Genève, University of Geneva, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Florén, H.-G.Department of Astronomy, Stockholm University, AlbaNova University Center, SE-10691 Stockholm, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sousa, S. G.Instituto de Astrofisica e Ciencias do Espaco, Universidade do Porto, CAUP, Rua das Estrelas, 4150-762 Porto, PortugalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bourrier, V.Université de Genève, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Singh, V.INAF, Osservatorio Astrofisico di Catania, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heng, K.Ludwig Maximilian University, University Observatory Munich, Scheinerstrasse 1, Munich, 81679, Germany; University of Warwick, Department of Physics, Astronomy & Astrophysics Group, Coventry, CV4 7AL, UK; University of Bern, ARTORG Center for Biomedical ENICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Strugarek, A.Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM, 91191, Gif-sur-Yvette, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bower, D. J.Center for Space and Habitability, University of Bern, Gesellschaftsstrasse 6, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jäggi, N.Physikalisches Institut, University of Bern, Sidlerstrasse 5, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Carone, L.Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Schmiedlstrasse 6, 8042, Graz, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lendl, M.Observatoire de Genève, Université de Genève, Chemin Pegasi, 51, 1290, Versoix, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jones, K.Center for Space and Habitability, Gesellsschaftstrasse 6, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Oza, A. V.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Grove Dr., Pasadena, CA 91109, USA; Physikalisches Institut, Universität Bern, Gesellschaftsstrasse 6, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Demangeon, O. D. S.Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, CAUP, Rua das Estrelas, 4150-762, Porto, PortugalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alibert, Y.Physikalisches Institut, University of Bern, Sidlerstrasse 5, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alonso, R.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), Via Lactea s/n 38200, La Laguna, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Anglada, G.Institut de Ciencies de l'Espai (ICE, CSIC), Campus UAB, Can Magrans s/n, 08193, Bellaterra, Spain; Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), Carrer del Gran Capità, 2, 08034, Barcelona, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Asquier, J.ESA/ESTEC, NiederlandeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bàrczy, T.Admatis, Miskolc, HungaryNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barrado Navascues, D.Depto. de Astrofisica, Centro de Astrobiologia (CSIC-INTA), ESAC Campus, E-28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barros, S. C. C.Instituto de Astrofisica e Ciencias do Espaco, Universidade do Porto, CAUP, Rua das Estrelas, 4150-762 Porto, PortugalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baumjohann, W.Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Graz, Austriahttps://orcid.org/0000-0001-6271-0110NICHT SPEZIFIZIERT
Beck, M.Observatoire de Genève, University of Geneva, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Beck, T.Center for Space and Habitability, University of Bern, Gesellschaftsstraße 6, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Billot, N.Observatoire de Genève, University of Geneva, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bonfils, X.Institut de Planétologie et d'Astrophysique, University of Grenoble, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Borsato, L.Dipartimento di Fisica e Astronomia, Universita degli Studi di Padova, via Marzolo 8, 35131 Padova, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Broeg, C.Physikalisches Institut, University of Bern, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cabrera, J.juan.cabrera (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6653-5487NICHT SPEZIFIZIERT
Charnoz, S.Université de Paris, Institut de physique du globe de Paris, CNRS, F-75005 Paris, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Collier Cameron, A.SUPA, School of Physics and Astronomy, University of St. Andrews, North Haugh, Fife KY16 9SS, UKhttps://orcid.org/0000-0002-8863-7828NICHT SPEZIFIZIERT
Csizmadia, Sz.szilard.csizmadia (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6803-9698NICHT SPEZIFIZIERT
Cubillos, P. E.Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Schmiedlstrasse 6, 8041 Graz, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Davies, M. B.Lund Observatory, Department of Astronomy and Theoretical Physics, Lund University, 22100, Lund, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Deleuil, M.Laboratoire d´Astrophysique de Marseille, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Delrez, L.Institut d Astrophysique et de Geophysique, Universite de Liege, Allee du 6 Aout, 17, Bat. B5C, Liege 1, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ehrenreich, D.Observatoire de Genève, University of Geneva, Switzerlandhttps://orcid.org/0000-0001-9704-5405NICHT SPEZIFIZIERT
Erikson, A.anders.erikson (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fortier, A.Physikalisches Institut, University of Bern, Bern, Switzerlandhttps://orcid.org/0000-0001-8450-3374NICHT SPEZIFIZIERT
Fossati, L.Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Schmiedlstrasse 6, A-8042 Graz, Austriahttps://orcid.org/0000-0003-4426-9530NICHT SPEZIFIZIERT
Fridlund, M.Department of Space, Earth and Environment, Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology, SE-439 92, Onsala, Sweden; Leiden Observatory, University of Leiden, PO Box 9513, 2300 RA, Leiden, The NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gandolfi, D.Dipartimento di Fisica, Universita di Torino, via P. Giuria 1, I-10125 Torino, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gillon, M.Astrobiology Research Unit, Université de Liège, 19C Allée du 6 Août, 4000, Liège, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Güdel, M.Department of Astrophysics, University of Vienna, Tuerkenschanzstrasse 17, A-1180 Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Günther, M. N.European Space Agency (ESA), European Space Research and Technology Centre (ESTEC), Keplerlaan 1, 2201 AZ, Noordwijk, The NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hoyer, S.Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM, 38 rue Frédéric Joliot-Curie, 13388 Marseille, Francehttps://orcid.org/0000-0003-3477-2466NICHT SPEZIFIZIERT
Isaak, K. G.Science and Operations Department - Science Division (SCI-SC), Directorate of Science, European Space Agency (ESA), European Space Research and Technology Centre (ESTEC), Keplerlaan 1, 2201-AZ, Noordwijk, The NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kiss, L. L.Konkoly Observatory, Research Centre for Astronomy and Earth, Budapest, HungaryNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Laskar, J.IMCCE, UMR8028 CNRS, Observatoire de Paris, PSL Univ.,Sorbonne Univ., 77 av. Denfert-Rochereau, 75014 Paris, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lecavelier des Etangs, A.Institut d Astrophysique de Paris, CNRS, UMR 7095 & Sorbonne Universites, UPMC Paris 6, 98 bis bd Arago, 75014 Paris, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lovis, C.Geneva Observatory, University of Geneva, Chemin des Mailettes 51, 1290, Versoix, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Magrin, D.INAF,OsservatorioAstronomicodiPadova,Vicolodell’Osservatorio 5, 35122 Padova, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Maxted, P. F. L.Astrophysics Group, Keele University, Staffordshire ST5 5BG, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mordasini, C.Physikalisches Institut, University of Bern, Gesellschaftsstrasse 6, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nascimbeni, V.INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, vicolo dell Osservatorio 5, 35122 Padova, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Olofsson, G.Department of Astronomy, Stockholm University, AlbaNova University Center, 10691 Stockholm, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ottensamer, R.University of Vienna, Department of Astrophysics, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pagano, I.INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Palle, E.Instituto de Astrofísica de Canarias, 38205 La Laguna, Tenerife, Spain | Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206 La Laguna, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peter, G.Gisbert.Peter (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6101-2513NICHT SPEZIFIZIERT
Piotto, G.INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, vicolo dell Osservatorio 5, 35122 Padova, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT 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, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Queloz, D.ETH Zurich, Department of Physics, Wolfgang-Pauli-Strasse 2, 8093, Zurich, Switzerland; Cavendish Laboratory, JJ Thomson Avenue, Cambridge, CB3 0HE, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ragazzoni, R.INAF - Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo dell'Osservatorio 5, 35122 Padova, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rando, N.ESA/ESTEC, Noordwijk, NiederlandeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rauer, H.heike.rauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ribas, I.Institut de Ciències de l’Espai (CSIC), Campus UAB, c/ de Can Magrans s/n, Barcelona, Spain; Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Barcelona, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT 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, PortugalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sarajlic, M.Physikalisches Institut, University of Bern, Gesellsschaftstrasse 6, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scandariato, G.INAF, Osservatorio Astrofisico di Catania, Via S. Sofia 78, I-95123 Catania, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ségransan, D.Geneva Observatory, University of Geneva, Chemin Pegasi 51, CH-1290 Versoix, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sicilia, D.INAF – Osservatorio Astrofisico di Catania, Via S.Sofia 78, 95123 Catania, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Simon, A. E.Center for Space and Habitability, University of Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Smith, A. M. S.Alexis.Smith (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2386-4341NICHT SPEZIFIZIERT
Steller, M.Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Schmiedlstrasse 6, 8042, Graz, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT 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, HungaryNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, N.Physikalisches Institut, University of Bern, Sidlerstrasse 5, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Udry, S.Observatoire de Genève, Université de Genève, Chemin Pegasi, 51, 1290, Versoix, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ulmer, B.Institute of Optical Sensor Systems, German Aerospace Center (DLR), Rutherfordstrasse 2, 12489, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Van Grootel, V.Space sciences, Technologies and Astrophysics Research (STAR) Institute, Université de Liège, Allée du 6 Août 19C, 4000 Liège, BelgiumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Venturini, J.Observatoire Astronomique de l'Université de Genève, Chemin Pegasi 51, 1290, Versoix, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Walton, N. A.Institute of Astronomy, University of Cambridge, Cambridge, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wilson, T. G.School of Physics and Astronomy, St. Andrews, UKhttps://orcid.org/0000-0001-8749-1962NICHT SPEZIFIZIERT
Wolter, D.David.Wolter (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 Juli 2023
Erschienen in:Astronomy & Astrophysics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:677
DOI:10.1051/0004-6361/202346050
Seitenbereich:A112
Verlag:EDP Sciences
ISSN:0004-6361
Status:veröffentlicht
Stichwörter:stars: individual: 55 Cnc, techniques: photometric, planets and satellites: individual: 55 Cnc e, Astrophysics - Earth and Planetary Astrophysics
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HGF - Programm:Raumfahrt
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Hinterlegt am:13 Nov 2023 10:23
Letzte Änderung:29 Jan 2024 12:17

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