A pair of sub-Neptunes transiting the bright K-dwarf TOI-1064 characterized with CHEOPS - Institut de Mecanique Celeste et de Calcul des Ephemerides Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Année : 2022

A pair of sub-Neptunes transiting the bright K-dwarf TOI-1064 characterized with CHEOPS

Thomas Wilson , Elisa Goffo , Yann Alibert , Davide Gandolfi , Andrea Bonfanti , Carina Persson , Andrew Collier Cameron , Malcolm Fridlund , Luca Fossati , Judith Korth , Willy Benz , Adrien Deline , Hans-Gustav Florén , Pascal Guterman (1, 2) , Vardan Adibekyan , Matthew Hooton , Sergio Hoyer , Adrien Leleu , Alexander James Mustill , Sébastien Salmon , Sérgio Sousa , Olga Suarez , Lyu Abe , Abdelkrim Agabi , Roi Alonso , Guillem Anglada , Joel Asquier , Tamas Bárczy , David Barrado Navascues , Susana Barros , Wolfgang Baumjohann , Mathias Beck , Thomas Beck , Nicolas Billot , Xavier Bonfils , Alexis Brandeker , Christopher Broeg , Edward Bryant , Matthew Burleigh , Marco Buttu , Juan Cabrera , Sébastien Charnoz (3) , David Ciardi , Ryan Cloutier , William Cochran , Karen Collins , Knicole Colón , Nicolas Crouzet , Szilard Csizmadia , Melvyn Davies , Magali Deleuil , Laetitia Delrez , Olivier Demangeon , Brice-Olivier Demory , Diana Dragomir , Georgina Dransfield , David Ehrenreich , Anders Erikson , Andrea Fortier , Tianjun Gan , Samuel Gill , Michaël Gillon , Crystal Gnilka , Nolan Grieves , Sascha Grziwa , Manuel Güdel , Tristan Guillot , Jonas Haldemann , Kevin Heng , Keith Horne , Steve Howell , Kate Isaak , Jon Jenkins , Eric Jensen , Laszlo Kiss , Gaia Lacedelli , Kristine Lam , Jacques Laskar , David Latham , Alain Lecavelier Des Etangs , Monika Lendl , Kathryn Lester , Alan Levine , John Livingston , Christophe Lovis , Rafael Luque , Demetrio Magrin , Wenceslas Marie-Sainte , Pierre Maxted , Andrew Mayo , Brian Mclean , Marko Mecina , Djamel Mékarnia , Valerio Nascimbeni , Louise Nielsen , Göran Olofsson , Hugh Osborn , Hannah Osborne , Roland Ottensamer , Isabella Pagano , Enric Pallé , Gisbert Peter , Giampaolo Piotto , Don Pollacco , Didier Queloz , Roberto Ragazzoni , Nicola Rando , Heike Rauer , Seth Redfield , Ignasi Ribas , George Ricker , Martin Rieder , Nuno Santos , Gaetano Scandariato , François-Xavier Schmider , Richard Schwarz , Nicholas Scott , Sara Seager , Damien Ségransan , Luisa Maria Serrano , Attila Simon , Alexis Smith , Manfred Steller , Chris Stockdale , Gyula Szabó , Nicolas Thomas , Eric Ting , Amaury Triaud , Stéphane Udry , Vincent van Eylen , Valérie van Grootel , Roland Vanderspek , Valentina Viotto , Nicholas Walton , Joshua Winn
Thomas Wilson
Elisa Goffo
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Yann Alibert
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Davide Gandolfi
Andrea Bonfanti
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Carina Persson
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Andrew Collier Cameron
Malcolm Fridlund
Luca Fossati
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Judith Korth
Willy Benz
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Adrien Deline
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Hans-Gustav Florén
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Vardan Adibekyan
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Matthew Hooton
Sergio Hoyer
Adrien Leleu
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Alexander James Mustill
Sébastien Salmon
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Sérgio Sousa
Olga Suarez
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Lyu Abe
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Abdelkrim Agabi
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Roi Alonso
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Guillem Anglada
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Joel Asquier
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Tamas Bárczy
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David Barrado Navascues
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Susana Barros
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Wolfgang Baumjohann
Mathias Beck
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Thomas Beck
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Nicolas Billot
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Xavier Bonfils
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Alexis Brandeker
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Christopher Broeg
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Edward Bryant
Matthew Burleigh
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Marco Buttu
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Juan Cabrera
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David Ciardi
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Ryan Cloutier
William Cochran
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Karen Collins
Knicole Colón
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Nicolas Crouzet
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Szilard Csizmadia
Melvyn Davies
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Magali Deleuil
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Laetitia Delrez
Olivier Demangeon
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Brice-Olivier Demory
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Diana Dragomir
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Georgina Dransfield
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David Ehrenreich
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Anders Erikson
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Andrea Fortier
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Tianjun Gan
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Samuel Gill
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Michaël Gillon
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Sascha Grziwa
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Manuel Güdel
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Tristan Guillot
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Jonas Haldemann
Kevin Heng
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Keith Horne
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Steve Howell
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Kate Isaak
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Jon Jenkins
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Eric Jensen
Laszlo Kiss
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Gaia Lacedelli
Kristine Lam
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Jacques Laskar
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David Latham
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Alain Lecavelier Des Etangs
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Monika Lendl
Kathryn Lester
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Alan Levine
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John Livingston
Christophe Lovis
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Rafael Luque
Demetrio Magrin
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Wenceslas Marie-Sainte
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Pierre Maxted
Andrew Mayo
Brian Mclean
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Marko Mecina
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Djamel Mékarnia
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Valerio Nascimbeni
Louise Nielsen
Göran Olofsson
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Hugh Osborn
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Hannah Osborne
Roland Ottensamer
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Isabella Pagano
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Enric Pallé
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Gisbert Peter
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Giampaolo Piotto
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Don Pollacco
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Didier Queloz
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Roberto Ragazzoni
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Nicola Rando
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Heike Rauer
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Seth Redfield
Ignasi Ribas
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George Ricker
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Martin Rieder
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Nuno Santos
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Gaetano Scandariato
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François-Xavier Schmider
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Richard Schwarz
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Nicholas Scott
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Sara Seager
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Damien Ségransan
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Luisa Maria Serrano
Attila Simon
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Alexis Smith
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Manfred Steller
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Chris Stockdale
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Gyula Szabó
Nicolas Thomas
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Eric Ting
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Amaury Triaud
Stéphane Udry
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Vincent van Eylen
Valérie van Grootel
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Roland Vanderspek
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Valentina Viotto
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Nicholas Walton
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Joshua Winn
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Résumé

We report the discovery and characterization of a pair of sub-Neptunes transiting the bright K-dwarf TOI-1064 (TIC 79748331), initially detected in the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) photometry. To characterize the system, we performed and retrieved the CHaracterising ExOPlanets Satellite (CHEOPS), TESS, and ground-based photometry, the High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) high-resolution spectroscopy, and Gemini speckle imaging. We characterize the host star and determine $T_{\rm eff, \star }=4734\pm 67\,\mathrm{ K}$, $R_{\star }=0.726\pm 0.007\, \mathrm{ R}_{\odot }$, and $M_{\star }=0.748\pm 0.032\, \mathrm{ M}_{\odot }$. We present a novel detrending method based on point spread function shape-change modelling and demonstrate its suitability to correct flux variations in CHEOPS data. We confirm the planetary nature of both bodies and find that TOI-1064 b has an orbital period of Pb = 6.44387 ± 0.00003 d, a radius of Rb = 2.59 ± 0.04 R, and a mass of $M_{\rm b} = 13.5_{-1.8}^{+1.7}$ M, whilst TOI-1064 c has an orbital period of $P_{\rm c} = 12.22657^{+0.00005}_{-0.00004}$ d, a radius of Rc = 2.65 ± 0.04 R, and a 3σ upper mass limit of 8.5 M. From the high-precision photometry we obtain radius uncertainties of ~1.6 per cent, allowing us to conduct internal structure and atmospheric escape modelling. TOI-1064 b is one of the densest, well-characterized sub-Neptunes, with a tenuous atmosphere that can be explained by the loss of a primordial envelope following migration through the protoplanetary disc. It is likely that TOI-1064 c has an extended atmosphere due to the tentative low density, however further radial velocities are needed to confirm this scenario and the similar radii, different masses nature of this system. The high-precision data and modelling of TOI-1064 b are important for planets in this region of mass-radius space, and it allow us to identify a trend in bulk density-stellar metallicity for massive sub-Neptunes that may hint at the formation of this population of planets.
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Paternité

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Citer

Thomas Wilson, Elisa Goffo, Yann Alibert, Davide Gandolfi, Andrea Bonfanti, et al.. A pair of sub-Neptunes transiting the bright K-dwarf TOI-1064 characterized with CHEOPS. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2022, 511, pp.1043-1071. ⟨10.1093/mnras/stab3799⟩. ⟨insu-03643027⟩
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