TOI-421 (även känd som BD−14 1137) är en  huvudseriestjärna av spektraltyp G belägen i stjärnbilden Haren. Stjärnan är värd för två transiterande exoplaneter som upptäcktes 2020 och bildar en visuell dubbelstjärna med en närliggande röd dvärgstjärna BD −14 1137 B. Båda planeterna är heta Neptunusplaneter som är väl lämpade för atmosfärisk karakterisering. På grund av stjärnans höga ålder kan kännedom om atmosfärens sammansättning ge värdefulla insikter för validering av atmosfäriska evolutionsmodeller.

Egenskaper TOI-421 är en stjärna av soltyp, med liknande metallisk halt men något mindre än solen. Enligt evolutionära modeller tros den vara en gammal stjärna, ungefär 10 miljarder år gammal. Observationer av variationer relaterad till dess ca 42-dygns rotationsperiod tyder på en låg nivå av stjärnaktivitet med endast få ytavsnitt, dominerade av fläckar.

Följeslagaren är positionerad 29,4 bågsekunder mot nordväst, vilket motsvarar ett faktiskt avstånd på ca 2 200 AE.

Planetsystem En upptäckt av två planeter som passerar stjärnan tillkännagavs 2020, baserat på TESS-observationer mellan 15 november 2018 och 7 januari 2019, och bekräftades med markbaserade observationer. TESS-ljuskurvan visar två serier av transitsignaler identifierade med de två planeterna, en djupare med en period av ca 16,1 dygn och en grundare med ca 5,2 dygn.

Omloppsparametrarna förfinades i en studie från 2024 med ytterligare transitobservationer av TESS och CHEOPS samt radialhastighetsmätningar för att bestämma planeternas massa, vilket visade att båda planeterna har måttligt excentriska banor. Studien fann inga bevis för variationer i transittidpunkten, vilket skulle kunna tyda på förekomst av ytterligare planeter som inte transiterar.

+ TOI-421 solsystem Planet Massa Halv storaxel(AE) Siderisk omloppstid(d) Excentricitet Inklination Radie b 6,7 ± 0,6 M🜨 0,0554 ± 0,0010 5,197576 ± 0,000005 0,013 ± 0,05 85,68 ° 2,64 ± 0,08 R🜨 c 14,1 ± 1,4 M🜨 0,1170 ± 0,0018 16,067541 ± 0,000004 0,19 ± 0,04 88,82 ° 5,09 ± 0,07 R🜨

TOI-421 b Planet b är en het miniNeptunus med en moderat densitet av 2,04 ± 0,28 g/cm och jämviktstemperatur 922 ± 14 K. På grund av dess höga jämviktstemperatur och lilla massa förväntas den uppleva betydande atmosfärisk emission. Den observerade densiteten är dock inte förenlig med en tunn, väteutarmad atmosfär som förväntas utifrån evolutionära modeller för en planet som bildas så här nära stjärnan. Planetmigration är en rimlig förklaring, vilket innebär att planeten kan ha bildats längre bort från stjärnan och först nyligen flyttat till sin nuvarande position.

TOI-421 b valdes tidigt ut som mål för James Webb Space Telescope, eftersom den var en planet med liknande storlek och densitet som den välstuderade sub-Neptunus GJ 1214 b, men den ansågs vara för varm för att atmosfäriskt dis skulle kunna bildas, vilket skulle möjliggöra kemisk bulkkarakterisering av atmosfären. År 2025 blev den den första sub-Neptunus vid en solliknande stjärna som fick dess atmosfär karakteriserad med JWST. Det observerade infraröda spektrumet överensstämmer med en väte-/heliumdominerad atmosfär och noterad närvaro av vatten i rikliga mängder av 10−3 ‍–‍ 10-4 och antydningar till svaveldioxid och kolmonoxid, men ingen koldioxid eller metan. Det observerade spektrumet utesluter också möjligheten till närvaro av dis på hög höjd. Detta står i kontrast till den observerade sammansättningen av sub-Neptunus vid röda dvärgstjärnor, som vanligtvis uppvisar en mycket högre andel tyngre gaser.

TOI-421c Planeten c är en het Neptunus med låg densitet av 0,590 ± 0,066 g/cm, tillhörande superpuffklassen. Dess jämviktstemperatur är 635 ± 9 K. Liksom planeten b förväntas även den visa betydande atmosfärisk emission. Den låga densiteten tyder dock på att planeten har behållit en omfattande atmosfär.

Se även HD 152843 K2-24

Anteckningar

Referenser

Noter

Vallenari, A.; et al. (Gaia collaboration) (2023). "Gaia Data Release 3. Summary of the content and survey properties". Astronomy and Astrophysics. 674: A1. arXiv:2208.00211. Bibcode:2023A&A...674A...1G. doi:10.1051/0004-6361/202243940. S2CID 244398875. Gaia DR3 record for this source at VizieR. Høg, E.; Fabricius, C.; Makarov, V. V.; Urban, S.; Corbin, T.; Wycoff, G.; Bastian, U.; Schwekendiek, P.; Wicenec, A. (March 2000). "The Tycho-2 catalogue of the 2.5 million brightest stars". Astronomy and Astrophysics. 355: L27 – L30. Bibcode:2000A&A...355L..27H. . Carleo, Ilaria; et al. (2020). "The Multiplanet System TOI-421: A Warm Neptune and a Super Puffy Mini-Neptune Transiting a G9 V Star in a Visual Binary". The Astronomical Journal. 160 (3): 114. arXiv:2004.10095. Bibcode:2020AJ....160..114C. doi:10.3847/1538-3881/aba124. S2CID 216036363. Krenn, A. F.; et al. (2024). "Characterisation of the TOI-421 planetary system using CHEOPS, TESS, and archival radial velocity data". Astronomy & Astrophysics. 686: A301. arXiv:2404.11074. Bibcode:2024A&A...686A.301K. doi:10.1051/0004-6361/202348584. S2CID 269188184. "BD-14 1137". SIMBAD. Centre de données astronomiques de Strasbourg. Hämtad 2025-01-09. Carruthers, Margaret W.; Pulliam, Christine (2021-11-17). "Webb Primed to Lift the Haze Surrounding Sub-Neptunes". Webb. Space Telescope Science Institute. Davenport, Brian; et al. (2025). "TOI-421 b: A Hot Sub-Neptune with a Haze-Free, Low Mean Molecular Weight Atmosphere". The Astrophysical Journal Letters. arXiv:2501.01498. S2CID 275324192. https://simbad.cds.unistra.fr/simbad/sim-id?Ident=BD-14+1137. Hämtad 2025-12-08.

Kategori:Stjärnbilden Haren Kategori:Huvudseriestjärnor klass G Kategori:Planetpassage-variabler Kategori:Solsystem