The LHS 1678 System: Two Earth-Sized Transiting Planets and an Astrometric Companion Orbiting an M Dwarf Near the Convective Boundary at 20 pc - INSU - Institut national des sciences de l'Univers Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2021

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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Benjamin J. Hord
  • Fonction : Auteur
Wei-Chun Jao
  • Fonction : Auteur
Eliot Halley Vrijmoet
  • Fonction : Auteur
Todd J. Henry
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Ryan Cloutier
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
Michelle Kunimoto
  • Fonction : Auteur
Evan Tey
  • Fonction : Auteur
Andrew Vanderburg
Nicola Astudillo-Defru
C. E. Brasseur
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David Charbonneau
David R. Ciardi
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Karen A. Collins
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Kevin I. Collins
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Dennis M. Conti
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Ian J. M. Crossfield
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Tansu Daylan
John P. Doty
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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
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
Ramotholo Sefako
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Avi Shporer
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
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Roland Vanderspek
Gavin Wang
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.

Dates et versions

insu-03458317 , version 1 (30-11-2021)

Identifiants

Citer

Michele L. Silverstein, Joshua E. Schlieder, Thomas Barclay, Benjamin J. Hord, Wei-Chun Jao, et al.. The LHS 1678 System: Two Earth-Sized Transiting Planets and an Astrometric Companion Orbiting an M Dwarf Near the Convective Boundary at 20 pc. 2021. ⟨insu-03458317⟩
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