The LHS 1678 System: Two Earth-Sized Transiting Planets and an Astrometric Companion Orbiting an M Dwarf Near the Convective Boundary at 20 pc
Michele L. Silverstein
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Joshua E. Schlieder
(1)
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Thomas Barclay
(2)
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Benjamin J. Hord
,
Wei-Chun Jao
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Eliot Halley Vrijmoet
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Todd J. Henry
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Ryan Cloutier
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Veselin B. Kostov
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Ethan Kruse
(3)
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Jennifer G. Winters
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Jonathan M. Irwin
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Stephen R. Kane
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Keivan G. Stassun
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Chelsea Huang
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Michelle Kunimoto
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Evan Tey
,
Andrew Vanderburg
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Nicola Astudillo-Defru
,
Xavier Bonfils
(4)
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C. E. Brasseur
,
David Charbonneau
,
David R. Ciardi
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Karen A. Collins
,
Kevin I. Collins
,
Dennis M. Conti
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Ian J. M. Crossfield
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Tansu Daylan
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John P. Doty
,
Courtney D. Dressing
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Emily A. Gilbert
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Keith Horne
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Jon M. Jenkins
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David W. Latham
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Andrew W. Mann
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Elisabeth Matthews
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Leonardo A. Paredes
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Samuel N. Quinn
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George R. Ricker
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Richard P. Schwarz
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Sara Seager
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Ramotholo Sefako
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Avi Shporer
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Jeffrey C. Smith
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Christopher Stockdale
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Thiam-Guan Tan
,
Guillermo Torres
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Joseph D. Twicken
,
Roland Vanderspek
,
Gavin Wang
,
Joshua N. Winn
Michele L. Silverstein
- Fonction : Auteur
Thomas Barclay
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Benjamin J. Hord
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Wei-Chun Jao
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Eliot Halley Vrijmoet
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Todd J. Henry
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Ryan Cloutier
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Veselin B. Kostov
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Jennifer G. Winters
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Jonathan M. Irwin
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Stephen R. Kane
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Keivan G. Stassun
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Chelsea Huang
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Michelle Kunimoto
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Andrew Vanderburg
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Nicola Astudillo-Defru
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Xavier Bonfils
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C. E. Brasseur
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David Charbonneau
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David R. Ciardi
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John P. Doty
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Courtney D. Dressing
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Emily A. Gilbert
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Elisabeth Matthews
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Leonardo A. Paredes
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Samuel N. Quinn
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Richard P. Schwarz
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Ramotholo Sefako
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Avi Shporer
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Thiam-Guan Tan
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Guillermo Torres
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Joseph D. Twicken
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Roland Vanderspek
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Gavin Wang
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Joshua N. Winn
- Fonction : Auteur
Résumé
We present the TESS discovery of the LHS 1678 (TOI-696) exoplanet system, comprised of two approximately Earth-sized transiting planets and a likely astrometric brown dwarf orbiting a bright ($V_J$=12.5, $K_s$=8.3) M2 dwarf at 19.9 pc. The two TESS-detected planets are of radius 0.70$\pm$0.04 $R_\oplus$ and 0.98$\pm$0.06 $R_\oplus$ in 0.86-day and 3.69-day orbits, respectively. Both planets are validated and characterized via ground-based follow-up observations. HARPS RV monitoring yields 97.7 percentile mass upper limits of 0.35 $M_\oplus$ and 1.4 $M_\oplus$ for planets b and c, respectively. The astrometric companion detected by the CTIO/SMARTS 0.9m has an orbital period on the order of decades and is undetected by other means. Additional ground-based observations constrain the companion to being a high-mass brown dwarf or smaller. Each planet is of unique interest; the inner planet has an ultra-short period, and the outer planet is in the Venus zone. Both are promising targets for atmospheric characterization with the JWST and mass measurements via extreme-precision radial velocity. A third planet candidate of radius 0.9$\pm$0.1 $R_\oplus$ in a 4.97-day orbit is also identified in multi-Cycle TESS data for validation in future work. The host star is associated with an observed gap in the lower main sequence of the Hertzsprung-Russell diagram. This gap is tied to the transition from partially- to fully-convective interiors in M dwarfs, and the effect of the associated stellar astrophysics on exoplanet evolution is currently unknown. The culmination of these system properties makes LHS 1678 a unique, compelling playground for comparative exoplanet science and understanding the formation and evolution of small, short-period exoplanets orbiting low-mass stars.