Company for the Ultra-high Density, Ultra-short Period Sub-Earth GJ 367 b: Discovery of Two Additional Low-mass Planets at 11.5 and 34 Days

Goffo, E. und Gandolfi, D. und Egger, Jo Ann und Mustill, A. J. und Albrecht, S. und Hirano, T. und Kochukhov, O. und Astudillo-Defru, N. und Barragan, Oscar und Serrano, L. M. und Hatzes, A. und Alibert, Y. und Guenther, E. und Dai, F. und Lam, Wai Fun und Csizmadia, Szilard und Smith, Alexis M S und Fossati, L. und Luque, R. und Rodler, Florian und Winther, M. L. und Rørsted, J. L. und Alarcon, Javier und Bonfils, X. und Cochran, W. D. und Deeg, H und Jenkins, J. M. und Korth, J. und Livingston, J. und Meech, A. und Murgas, F. und Orell-Miquel, J. und Osborne, H. L. M. und Palle, E. und Persson, C. und Redfield, S. und Ricker, G. und Seager, S. und Vanderspek, R. und Van Eylen, V. und Winn, J. I. M. (2023) Company for the Ultra-high Density, Ultra-short Period Sub-Earth GJ 367 b: Discovery of Two Additional Low-mass Planets at 11.5 and 34 Days. Astrophysical Journal Letters, 955, L3. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.3847/2041-8213/ace0c7. ISSN 2041-8205.

PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ace0c7

Kurzfassung

GJ 367 is a bright (V ~10.2) M1 V star that has been recently found to host a transiting ultra-short period sub-Earth on a 7.7 hr orbit. With the aim of improving the planetary mass and radius and unveiling the inner architecture of the system, we performed an intensive radial velocity follow-up campaign with the HARPS spectrograph - collecting 371 high-precision measurements over a baseline of nearly 3 yr - and combined our Doppler measurements with new TESS observations from sectors 35 and 36. We found that GJ 367 b has a mass of Mb = 0.633 +/- 0.050 ME and a radius of Rb = 0.699 +/- 0.024 RE, corresponding to precisions of 8% and 3.4%, respectively. This implies a planetary bulk density of rhob = 10.2 +/- 1.3 g cm-3, i.e., 85% higher than Earth's density. We revealed the presence of two additional non-transiting low-mass companions with orbital periods of ~11.5 and 34 days and minimum masses of = 4.13 +/- 0.36 ME and = 6.03 +/- 0.49 ME, respectively, which lie close to the 3:1 mean motion commensurability. GJ 367 b joins the small class of high-density planets, namely the class of super-Mercuries, being the densest ultra-short period small planet known to date. Thanks to our precise mass and radius estimates, we explored the potential internal composition and structure of GJ 367 b, and found that it is expected to have an iron core with a mass fraction of 0.91+0.07-.23 How this iron core is formed and how such a high density is reached is still not clear, and we discuss the possible pathways of formation of such a small ultra-dense planet.

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https://elib.dlr.de/201985/

Dokumentart:

Zeitschriftenbeitrag

Titel:

Company for the Ultra-high Density, Ultra-short Period Sub-Earth GJ 367 b: Discovery of Two Additional Low-mass Planets at 11.5 and 34 Days

Autoren:

Autoren	Institution oder E-Mail-Adresse	Autoren-ORCID-iD	ORCID Put Code
Goffo, E.	Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Torino, via PietroGiuria 1, I-10125, Torino, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gandolfi, D.	Dipartimento di Fisica, Universita degli Studi di Torino, via Pietro Giuria 1, 10125, Torino, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Egger, Jo Ann	Physikalisches Institut, University of Bern, Gesellsschaftstrasse 6, CH-3012 Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Mustill, A. J.	Lund Observatory, Department of Astronomy and Theoretical Physics, Lund University, 22100, Lund, Sweden	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Albrecht, S.	Stellar Astrophysics Centre, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Ny Munkegade 120, DK-8000 Aarhus C, Denmark	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hirano, T.	department of earth and planetary sciences, tokyo institute of technology, 2-12-1 ookayama, meguro-ku, tokyo 152-8551, japan	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Kochukhov, O.	Department of Physics and Astronomy, Uppsala University, Box 516, SE-75120 Uppsala, Sweden	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Astudillo-Defru, N.	Departamento de Matemática y Físíca Aplicadas, Universidad Católica de la Santísima Concepción, Alonso de Rivera 2850, Concepción, Chile	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Barragan, Oscar	Oxford Astrophysics, Department of Physics, University of Oxford, Denys Wilkinson Building, Keble Road, Oxford OX1 3RH, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Serrano, L. M.	Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Torino, via Pietro Giuria 1, I-10125, Torino, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hatzes, A.	Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Sternwarte 5, D-07778 Tautenberg, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Alibert, Y.	Physikalisches Institut, University of Bern;Observatoire de Besançon, Institut UTINAM, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Guenther, E.	Thueringer Landessternwarte, Sternwarte 5, Tautenburg 5, D-07778 Tautenburg, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Dai, F.	Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, 4 Ivy Lane, Princeton, NJ, 08544, USA; Department of Physics and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, MIT, Cambridge, MA, 02139, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lam, Wai Fun	Kristine.Lam (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Csizmadia, Szilard	szilard.csizmadia (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Smith, Alexis M S	Alexis.Smith (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0002-2386-4341	NICHT SPEZIFIZIERT
Fossati, L.	Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Schmiedlstrasse 6, A-8042 Graz, Austria	https://orcid.org/0000-0003-4426-9530	NICHT SPEZIFIZIERT
Luque, R.	Department of Astronomy and Astrophysics, University of Chicago, Chicago, IL 60637, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Rodler, Florian	European Southern Observatory(ESO), Alonso de Córdova 3107, Vitacura, Casilla 19001, Santiago de Chile, Chile	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Winther, M. L.	Stellar Astrophysics Centre, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Ny Munkegade 120, DK-8000 Aarhus C, Denmark	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Rørsted, J. L.	Stellar Astrophysics Centre, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Ny Munkegade 120, DK-8000 Aarhus C, Denmark	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Alarcon, Javier	European Southern Observatory(ESO), Alonso de Córdova 3107, Vitacura, Casilla 19001, Santiago de Chile, Chile	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bonfils, X.	Institut de Planétologie et d'Astrophysique, University of Grenoble, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Cochran, W. D.	Department of Astronomy and McDonald Observatory, University of Texas at Austin, 2515 Speedway, Stop C1400, Austin, TX 78712, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Deeg, H	Instituto de Astrofısica de Canarias (IAC), 38205 La Laguna, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Jenkins, J. M.	NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, 94035, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Korth, J.	Lund Observatory, Division of Astrophysics, Department of Physics, Lund University, Lund, Sweden	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Livingston, J.	Department of Astronomy, University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan; Astrobiology Center, 2-21-1 Osawa, Mitaka, Tokyo 181-8588, Japan; National Astronomical Observatory of Japan, 2-21-1 Osawa, Mitaka, Tokyo 181-8588, Japan	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Meech, A.	Department of Physics, University of Oxford, Keble Road, Oxford, OX1 3RH, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Murgas, F.	Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna (ULL), 38206, La Laguna, Tenerife, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Orell-Miquel, J.	Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna (ULL), 38206, La Laguna, Tenerife, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Osborne, H. L. M.	Mullard Space Science Laboratory, University College London, Holmbury St Mary, Dorking, Surrey RH5 6NT, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Palle, E.	Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), 38205 La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna (ULL), 38206 La Laguna, Tenerife, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Persson, C.	Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, SE-439 92 Onsala, Sweden	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Redfield, S.	Astronomy Department and Van Vleck Observatory, Wesleyan University, Middletown, CT 06459, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ricker, G.	Department of Physics and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Seager, S.	NSF Graduate Research Fellow, Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, AZ, 85721, USA; Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, MIT, Cambridge, MA, 02139, USA; Department of Aeronautics and Astronautics, MIT, Cambridge, MA, 0213	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Vanderspek, R.	Department of Physics and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, MIT, Cambridge, MA, 02139, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Van Eylen, V.	Mullard Space Science Laboratory, University College London,Holmbury St Mary, Dorking, Surrey RH5 6NT, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Winn, J. I. M.	Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, 4 Ivy Lane, Princeton, NJ 08544, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT

Datum:

14 September 2023

Erschienen in:

Astrophysical Journal Letters

Referierte Publikation:

Open Access:

Gold Open Access:

In SCOPUS:

In ISI Web of Science:

Band:

955

DOI:

10.3847/2041-8213/ace0c7

Seitenbereich:

Verlag:

Institute of Physics (IOP) Publishing

ISSN:

2041-8205

Status:

veröffentlicht

Stichwörter:

Exoplanet detection methods; Exoplanet systems; Exoplanets; Extrasolar rocky planets; 489; 484; 498; 511; Astrophysics - Earth and Planetary 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:

Cabrera Perez, Juan

Hinterlegt am:

11 Jan 2024 10:19

Letzte Änderung:

12 Mär 2024 11:52

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