Three Warm Jupiters around Solar-analog Stars Detected with TESS*
Jan Eberhardt, Mélissa J. Hobson, Thomas Henning, Trifon Trifonov, Rafael Brahm, Néstor Espinoza, Andrés Jordán, Daniel Thorngren, Remo Burn, Felipe Rojas, P. Sarkis, Martin Schlecker, Marcelo Tala Pinto, Khalid Barkaoui, Richard P. Schwarz, Olga Suárez, T. Guillot, A. H. M. J. Triaud, Maximilian N. Günther, Lyu Abe, Gavin Boyle, Rodrigo Leiva, V. Suc, Phil Evans, Nick Dunckel, Carl Ziegler, Ben Falk, W. Fong, Alexander Rudat, Avi Shporer, Stephanie Striegel, David Watanabe, Jon M. Jenkins, Sara Seager, Joshua N. Winn
Abstract
Abstract We report the discovery and characterization of three giant exoplanets orbiting solar-analog stars, detected by the TESS space mission and confirmed through ground-based photometry and radial velocity measurements taken at La Silla observatory with FEROS. TOI-2373 b is a warm Jupiter orbiting its host star every ∼13.3 days, and is one of the most massive known exoplanet with a precisely determined mass and radius around a star similar to the Sun, with an estimated mass of m p = <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>9.3</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.2</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mspace width="0.25em"/> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>M</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>jup</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> and a radius of r p = <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>0.93</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.2</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mspace width="0.25em"/> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>R</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>jup</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> . With a mean density of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mi>ρ</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>14.4</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>1.0</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.9</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mspace width="0.25em"/> <mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi> <mml:mspace width="0.25em"/> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>cm</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>3</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:math> , TOI-2373 b is among the densest planets discovered so far. TOI-2416 b orbits its host star on a moderately eccentric orbit with a period of ∼8.3 days and an eccentricity of e = <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>0.32</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.02</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.02</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> . TOI-2416 b is more massive than Jupiter with m p = <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>3.0</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.09</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.10</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mspace width="0.25em"/> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>M</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>jup</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> , however is significantly smaller with a radius of r p = <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>0.88</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.02</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.02</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>R</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>jup</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> , leading to a high mean density of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mi>ρ</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>5.4</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.3</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.3</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mspace width="0.25em"/> <mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi> <mml:mspace width="0.25em"/> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>cm</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>3</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:math> . TOI-2524 b is a warm Jupiter near the hot Jupiter transition region, orbiting its star every ∼7.2 days on a c