Article Dans Une Revue The Astronomical Journal Année : 2021

TOI-1431b/MASCARA-5b: A Highly Irradiated Ultra-Hot Jupiter Orbiting One of the Hottest & Brightest Known Exoplanet Host Stars

Brett Addison
Emil Knudstrup
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Ian Wong
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Patrick Dorval
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Ignas Snellen
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Shweta Dalal
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Grzegorz Nowak
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Daniel Harbeck
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Thaddeus Komacek
Jeffrey Smith
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Songhu Wang
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Jason Eastman
Keivan Stassun
David Latham
Roland Vanderspek
Sara Seager
Joshua Winn
Jon Jenkins
Dana Louie
Luke Bouma
Joseph Twicken
Alan Levine
Brian Mclean

Résumé

We present the discovery of a highly irradiated and moderately inflated ultra-hot Jupiter, TOI-1431b/MASCARA-5b (HD 201033b), first detected by NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite mission (TESS) and the Multi-site All-Sky CAmeRA (MASCARA). The signal was established to be of planetary origin through radial velocity measurements obtained using SONG, SOPHIE, FIES, NRES, and EXPRES, which show a reflex motion of $K=294.1\pm1.1$ m s$^{-1}$. A joint analysis of the TESS and ground-based photometry and radial velocity measurements reveals that TOI-1431b has a mass of $M_{p}=3.12\pm0.18$ $\rm{M_J}$ ($990\pm60$ M$_{\oplus}$), an inflated radius of $R_{p}=1.49\pm0.05$ $\rm{R_J}$ ($16.7\pm0.6$ R$_{\oplus}$), and an orbital period of $P=2.650237\pm0.000003$ d. Analysis of the spectral energy distribution of the host star reveals that the planet orbits a bright ($\mathrm{V}=8.049$ mag) and young ($0.29^{+0.32}_{-0.19}$ Gyr) Am type star with $T_{\rm eff}=7690^{+400}_{-250}$ $\rm{K}$, resulting in a highly irradiated planet with an incident flux of $\langle F \rangle=7.24^{+0.68}_{-0.64}\times$10$^9$ erg s$^{-1}$ cm$^{-2}$ ($5300^{+500}_{-470}\mathrm{S_{\oplus}}$) and an equilibrium temperature of $T_{eq}=2370\pm70$ K. TESS photometry also reveals a secondary eclipse with a depth of $127^{+4}_{-5}$ppm as well as the full phase curve of the planet's thermal emission in the red-optical. This has allowed us to measure the dayside and nightside temperature of its atmosphere as $T_\mathrm{day}=3004\pm64$ K and $T_\mathrm{night}=2583\pm63$ K, the second hottest measured nightside temperature. The planet's low day/night temperature contrast ($\sim$420 K) suggests very efficient heat transport between the dayside and nightside hemispheres.

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Brett Addison, Emil Knudstrup, Ian Wong, Guillaume Hébrard, Patrick Dorval, et al.. TOI-1431b/MASCARA-5b: A Highly Irradiated Ultra-Hot Jupiter Orbiting One of the Hottest & Brightest Known Exoplanet Host Stars. The Astronomical Journal, 2021, 162 (6), pp.292. ⟨10.3847/1538-3881/ac224e⟩. ⟨insu-03458424⟩
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