Article Dans Une Revue Astronomy & Astrophysics - A&A Année : 2025

TOI-5108 b and TOI 5786 b: Two transiting sub-Saturns detected and characterized with TESS, MaHPS, and SOPHIE

Luis Thomas
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Hanna Kellermann
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Sérgio G. Sousa
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Laura Schöller
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Julian C. van Eyken
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Noriharu Watanabe
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Cristilyn N. Watkins
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Joshua N. Winn
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Carl Ziegler
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Raphael Zöller
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Résumé

We report the discovery and characterization of two sub-Saturns from the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) using high- resolution spectroscopic observations from the MaHPS spectrograph at the Wendelstein Observatory and the SOPHIE spectrograph at the Haute-Provence Observatory. Combining photometry from TESS, KeplerCam, LCOGT, and MuSCAT2, along with the radial velocity measurements from MaHPS and SOPHIE, we measured precise radii and masses for both planets. TOI-5108 b is a sub-Saturn, with a radius of 6.6 ± 0.1 R and a mass of 32 ± 5 M. TOI-5786 b is similar to Saturn, with a radius of 8.54 ± 0.13 R and a mass of 73 ± 9 M. The host star for TOI-5108 b is a moderately bright (Vmag 9.75) G-type star. TOI-5786 is a slightly dimmer (Vmag 10.2) F-type star. Both planets are close to their host stars, with periods of 6.75 days and 12.78 days, respectively. This puts TOI-5108 b just within the bounds of the Neptune desert, while TOI-5786 b is right above the upper edge. We estimated hydrogen-helium (H/He) envelope mass fractions of 38% for TOI-5108 b and 74% for TOI-5786 b. However, when using a model for the interior structure that includes tidal effects, the envelope fraction of TOI-5108 b could be much lower (~20%), depending on the obliquity. We estimated mass-loss rates between 1.0 x 109 g/s and 9.8 x 109 g/s for TOI-5108 b and between 3.6 x 108 g/s and 3.5 x 109 g/s for TOI-5786 b. Given their masses, both planets could be stable against photoevaporation. Furthermore, at these mass-loss rates, there is likely no detectable signal in the metastable helium triplet with the James Webb Space Telescope (JWST). We also detected a transit signal for a second planet candidate in the TESS data of TOI-5786, with a period of 6.998 days and a radius of 3.83 ± 0.16 R. Using our RV data and photodynamical modeling, we were able to provide a 3-σ upper limit of 26.5 M for the mass of the potential inner companion to TOI-5786 b.

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insu-05101708 , version 1 (07-06-2025)

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Luis Thomas, Guillaume Hébrard, Hanna Kellermann, Judith Korth, Neda Heidari, et al.. TOI-5108 b and TOI 5786 b: Two transiting sub-Saturns detected and characterized with TESS, MaHPS, and SOPHIE. Astronomy & Astrophysics - A&A, 2025, 694, ⟨10.1051/0004-6361/202451676⟩. ⟨insu-05101708⟩
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