Discovery of two warm mini-Neptunes with contrasting densities orbiting the young K3V star TOI-815
Angelica Psaridi
,
Hugh Osborn
,
François Bouchy
,
Monika Lendl
,
Léna Parc
,
Nicolas Billot
,
Christopher Broeg
,
Sérgio Sousa
,
Vardan Adibekyan
,
Omar Attia
,
Andrea Bonfanti
,
Hritam Chakraborty
,
Karen Collins
,
Jeanne Davoult
,
Elisa Delgado-Mena
,
Nolan Grieves
,
Tristan Guillot
(1)
,
Alexis Heitzmann
,
Ravit Helled
,
Coel Hellier
,
Jon Jenkins
,
Henrik Knierim
,
Andreas Krenn
,
Jack Lissauer
,
Rafael Luque
,
David Rapetti
,
Nuno Santos
,
Olga Suárez
,
Julia Venturini
,
Francis Wilkin
,
Thomas Wilson
,
Joshua Winn
,
Carl Ziegler
,
Tiziano Zingales
,
Yann Alibert
,
Alexis Brandeker
,
Jo Ann Egger
,
Davide Gandolfi
,
Matthew Hooton
,
Amy Tuson
,
Solène Ulmer-Moll
,
Lyu Abe
,
Romain Allart
,
Roi Alonso
,
David Anderson
,
Guillem Anglada Escudé
,
Tamas Bárczy
,
David Barrado
,
Susana Barros
,
Wolfgang Baumjohann
,
Mathias Beck
,
Thomas Beck
,
Willy Benz
,
Xavier Bonfils
(2)
,
Luca Borsato
,
Vincent Bourrier
,
David Ciardi
,
Andrew Collier Cameron
,
Sébastien Charnoz
(3)
,
Marion Cointepas
,
Szilárd Csizmadia
,
Patricio Cubillos
,
Gaspare Lo Curto
,
Melvyn Davies
,
Tansu Daylan
,
Magali Deleuil
,
Adrien Deline
,
Laetitia Delrez
,
Olivier Demangeon
,
Brice-Olivier Demory
,
Caroline Dorn
,
Xavier Dumusque
,
David Ehrenreich
,
Anders Erikson
,
Alain Lecavelier Des Etangs
,
Diana de Miguel
,
Andrea Fortier
,
Luca Fossati
,
Yolanda Frensch
,
Malcolm Fridlund
,
Michaël Gillon
,
Manuel Güdel
,
Maximilian Günther
,
Janis Hagelberg
,
Christiane Helling
,
Sergio Hoyer
,
Kate Isaak
,
Laszlo Kiss
,
Kristine Lam
,
Jacques Laskar
(4)
,
Baptiste Lavie
,
Christophe Lovis
,
Demetrio Magrin
,
Luca Marafatto
,
Pierre Maxted
,
Scott Mcdermott
,
Djamel Mékarnia
,
Christoph Mordasini
,
Felipe Murgas
,
Valerio Nascimbeni
,
Louise Nielsen
,
Göran Olofsson
,
Roland Ottensamer
,
Isabella Pagano
,
Enric Pallé
,
Gisbert Peter
,
Giampaolo Piotto
,
Don Pollacco
,
Didier Queloz
,
Roberto Ragazzoni
,
Devin Ramos
,
Nicola Rando
,
Heike Rauer
,
Christian Reimers
,
Ignasi Ribas
,
Sara Seager
,
Damien Ségransan
,
Gaetano Scandariato
,
Attila Simon
,
Alexis Smith
,
Manu Stalport
,
Manfred Steller
,
Gyula Szabó
,
Nicolas Thomas
,
Tyler Pritchard
,
Stéphane Udry
,
Carlos Corral van Damme
,
Valérie van Grootel
,
Eva Villaver
,
Ingo Walter
,
Nicholas Walton
,
Cristilyn Watkins
,
Richard West
Angelica Psaridi
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385447
- ORCID : 0000-0002-4797-2419
Hugh Osborn
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385448
- ORCID : 0000-0002-4047-4724
François Bouchy
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755523
- ORCID : 0000-0002-7613-393X
- IdRef : 069924120
Monika Lendl
- Fonction : Auteur
- PersonId : 817188
- ORCID : 0000-0001-9699-1459
Léna Parc
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385449
- ORCID : 0000-0002-7382-1913
Nicolas Billot
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385450
- ORCID : 0000-0003-3429-3836
Christopher Broeg
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385451
- ORCID : 0000-0001-5132-2614
Sérgio Sousa
- Fonction : Auteur
- PersonId : 780755
- ORCID : 0000-0001-9047-2965
Vardan Adibekyan
- Fonction : Auteur
- PersonId : 794908
- ORCID : 0000-0002-0601-6199
Omar Attia
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1346015
- ORCID : 0000-0002-7971-7439
Andrea Bonfanti
- Fonction : Auteur
- PersonId : 805179
- ORCID : 0000-0002-1916-5935
Hritam Chakraborty
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385452
- ORCID : 0000-0002-5177-1898
Karen Collins
- Fonction : Auteur
- PersonId : 758067
- ORCID : 0000-0001-6588-9574
Jeanne Davoult
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385453
- ORCID : 0000-0002-6177-2085
Elisa Delgado-Mena
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385454
- ORCID : 0000-0003-4434-2195
Nolan Grieves
- Fonction : Auteur
- PersonId : 775482
- ORCID : 0000-0001-8105-0373
Tristan Guillot
- Fonction : Auteur
- PersonId : 16166
- IdHAL : tristanguillot
- ORCID : 0000-0002-7188-8428
- IdRef : 110334965
Alexis Heitzmann
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385455
- ORCID : 0000-0002-8091-7526
Ravit Helled
- Fonction : Auteur
- PersonId : 762001
- ORCID : 0000-0001-5555-2652
Coel Hellier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 805180
- ORCID : 0000-0002-3439-1439
Jon Jenkins
- Fonction : Auteur
- PersonId : 759605
- ORCID : 0000-0002-4715-9460
Henrik Knierim
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385456
- ORCID : 0009-0003-0637-9170
Andreas Krenn
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385457
- ORCID : 0000-0003-3615-4725
Jack Lissauer
- Fonction : Auteur
- PersonId : 769184
- ORCID : 0000-0001-6513-1659
Rafael Luque
- Fonction : Auteur
- PersonId : 771567
- ORCID : 0000-0002-4671-2957
David Rapetti
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385458
- ORCID : 0000-0003-2196-6675
Nuno Santos
- Fonction : Auteur
- PersonId : 765960
- ORCID : 0000-0003-4422-2919
- IdRef : 261731637
Olga Suárez
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385459
- ORCID : 0000-0002-3503-3617
Julia Venturini
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385460
- ORCID : 0000-0001-9527-2903
Francis Wilkin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385461
- ORCID : 0000-0003-2127-8952
Thomas Wilson
- Fonction : Auteur
- PersonId : 799750
- ORCID : 0000-0001-8749-1962
Joshua Winn
- Fonction : Auteur
- PersonId : 780601
- ORCID : 0000-0002-4265-047X
Carl Ziegler
- Fonction : Auteur
- PersonId : 803503
- ORCID : 0000-0002-0619-7639
Tiziano Zingales
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1316661
- ORCID : 0000-0001-6880-5356
Yann Alibert
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755660
- ORCID : 0000-0002-4644-8818
- IdRef : 157870960
Alexis Brandeker
- Fonction : Auteur
- PersonId : 795747
- ORCID : 0000-0002-7201-7536
Jo Ann Egger
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1301109
- ORCID : 0000-0003-1628-4231
Davide Gandolfi
- Fonction : Auteur
- PersonId : 761173
- ORCID : 0000-0001-8627-9628
Matthew Hooton
- Fonction : Auteur
- PersonId : 817193
- ORCID : 0000-0003-0030-332X
Amy Tuson
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385462
- ORCID : 0000-0002-2830-9064
Solène Ulmer-Moll
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385463
- ORCID : 0000-0003-2417-7006
Lyu Abe
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385464
- ORCID : 0000-0002-0856-4527
Romain Allart
- Fonction : Auteur
- PersonId : 792371
- ORCID : 0000-0002-1199-9759
Roi Alonso
- Fonction : Auteur
- PersonId : 772262
- ORCID : 0000-0001-8462-8126
- IdRef : 172477948
David Anderson
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385465
- ORCID : 0000-0001-7416-7522
Guillem Anglada Escudé
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385466
- ORCID : 0000-0002-3645-5977
Tamas Bárczy
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385467
- ORCID : 0000-0002-7822-4413
David Barrado
- Fonction : Auteur
- PersonId : 780528
- ORCID : 0000-0002-5971-9242
Susana Barros
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1161725
- ORCID : 0000-0003-2434-3625
Wolfgang Baumjohann
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755761
- ORCID : 0000-0001-6271-0110
- IdRef : 032805187
Mathias Beck
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385468
- ORCID : 0000-0003-3926-0275
Thomas Beck
- Fonction : Auteur
Willy Benz
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385469
- ORCID : 0000-0001-7896-6479
Xavier Bonfils
- Fonction : Auteur
- PersonId : 174863
- IdHAL : xavier-bonfils
- ORCID : 0000-0001-9003-8894
- IdRef : 179977687
Luca Borsato
- Fonction : Auteur
- PersonId : 806612
- ORCID : 0000-0003-0066-9268
Vincent Bourrier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 766501
- ORCID : 0000-0002-9148-034X
David Ciardi
- Fonction : Auteur
- PersonId : 780600
- ORCID : 0000-0002-5741-3047
Andrew Collier Cameron
- Fonction : Auteur
- PersonId : 798448
- ORCID : 0000-0002-8863-7828
- IdRef : 152359117
Sébastien Charnoz
- Fonction : Auteur
- PersonId : 760903
- ORCID : 0000-0002-7442-491X
- IdRef : 15031860X
Marion Cointepas
- Fonction : Auteur
Szilárd Csizmadia
- Fonction : Auteur
- PersonId : 761172
- ORCID : 0000-0001-6803-9698
Patricio Cubillos
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1247228
- ORCID : 0000-0002-1347-2600
Gaspare Lo Curto
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385470
- ORCID : 0000-0002-1158-9354
Melvyn Davies
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385471
- ORCID : 0000-0001-6080-1190
Tansu Daylan
- Fonction : Auteur
- PersonId : 803504
- ORCID : 0000-0002-6939-9211
Magali Deleuil
- Fonction : Auteur
- PersonId : 174546
- IdHAL : magali-deleuil
- ORCID : 0000-0001-6036-0225
- IdRef : 095234209
Adrien Deline
- Fonction : Auteur
Laetitia Delrez
- Fonction : Auteur
- PersonId : 781388
- ORCID : 0000-0001-6108-4808
Olivier Demangeon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 763944
- ORCID : 0000-0001-7918-0355
- IdRef : 172477859
Brice-Olivier Demory
- Fonction : Auteur
- PersonId : 768499
- ORCID : 0000-0002-9355-5165
Caroline Dorn
- Fonction : Auteur
- PersonId : 792094
- ORCID : 0000-0001-6110-4610
Xavier Dumusque
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1178308
- ORCID : 0000-0002-9332-2011
David Ehrenreich
- Fonction : Auteur
- PersonId : 759619
- ORCID : 0000-0001-9704-5405
- IdRef : 12146007X
Anders Erikson
- Fonction : Auteur
Alain Lecavelier Des Etangs
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756677
- ORCID : 0000-0002-5637-5253
Diana de Miguel
- Fonction : Auteur
Andrea Fortier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 817194
- ORCID : 0000-0001-8450-3374
Luca Fossati
- Fonction : Auteur
- PersonId : 776521
- ORCID : 0000-0003-4426-9530
Yolanda Frensch
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385472
- ORCID : 0000-0003-4009-0330
Malcolm Fridlund
- Fonction : Auteur
- PersonId : 760393
- ORCID : 0000-0002-0855-8426
- IdRef : 095236449
Michaël Gillon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756643
- ORCID : 0000-0003-1462-7739
Manuel Güdel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1302574
- ORCID : 0000-0001-9818-0588
Maximilian Günther
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1227167
- ORCID : 0000-0002-3164-9086
Janis Hagelberg
- Fonction : Auteur
- PersonId : 780386
- ORCID : 0000-0002-1096-1433
Christiane Helling
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385473
- ORCID : 0000-0002-8275-1371
Sergio Hoyer
- Fonction : Auteur
- PersonId : 772261
- ORCID : 0000-0003-3477-2466
Kate Isaak
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385474
- ORCID : 0000-0001-8585-1717
Laszlo Kiss
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1161726
- ORCID : 0000-0002-3234-1374
Kristine Lam
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385475
- ORCID : 0000-0002-9910-6088
Jacques Laskar
- Fonction : Auteur
- PersonId : 15409
- IdHAL : jacques-laskar
- ORCID : 0000-0003-2634-789X
- IdRef : 032171757
Baptiste Lavie
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385476
- ORCID : 0000-0001-8884-9276
Christophe Lovis
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756685
- ORCID : 0000-0001-7120-5837
Demetrio Magrin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1161727
- ORCID : 0000-0003-0312-313X
Luca Marafatto
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385477
- ORCID : 0000-0002-8822-6834
Pierre Maxted
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1146758
- ORCID : 0000-0003-3794-1317
Scott Mcdermott
- Fonction : Auteur
Djamel Mékarnia
- Fonction : Auteur
- PersonId : 749189
- IdHAL : djamel-mekarnia
- ORCID : 0000-0001-5000-7292
Christoph Mordasini
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756095
- ORCID : 0000-0002-1013-2811
Felipe Murgas
- Fonction : Auteur
- PersonId : 785581
- ORCID : 0000-0001-9087-1245
Valerio Nascimbeni
- Fonction : Auteur
- PersonId : 817185
- ORCID : 0000-0001-9770-1214
Louise Nielsen
- Fonction : Auteur
- PersonId : 811445
- ORCID : 0000-0002-5254-2499
Göran Olofsson
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1302578
- ORCID : 0000-0003-3747-7120
Roland Ottensamer
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1161728
- ORCID : 0000-0001-5684-5836
Isabella Pagano
- Fonction : Auteur
- PersonId : 761421
- ORCID : 0000-0001-9573-4928
Enric Pallé
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1161729
- ORCID : 0000-0003-0987-1593
Gisbert Peter
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385478
- ORCID : 0000-0001-6101-2513
Giampaolo Piotto
- Fonction : Auteur
- PersonId : 780535
- ORCID : 0000-0002-9937-6387
Don Pollacco
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385479
- ORCID : 0000-0001-9850-9697
Didier Queloz
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755710
- ORCID : 0000-0002-3012-0316
Roberto Ragazzoni
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385480
- ORCID : 0000-0002-7697-5555
Devin Ramos
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385481
- ORCID : 0009-0002-2478-4308
Nicola Rando
- Fonction : Auteur
Heike Rauer
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1200726
- ORCID : 0000-0002-6510-1828
Christian Reimers
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385482
- ORCID : 0000-0002-2334-1620
Ignasi Ribas
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756571
- ORCID : 0000-0002-6689-0312
Sara Seager
- Fonction : Auteur
- PersonId : 768500
- ORCID : 0000-0002-6892-6948
Damien Ségransan
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1230186
- ORCID : 0000-0003-2355-8034
- IdRef : 196741785
Gaetano Scandariato
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1301076
- ORCID : 0000-0003-2029-0626
Attila Simon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1161730
- ORCID : 0000-0001-9773-2600
Alexis Smith
- Fonction : Auteur
- PersonId : 817195
- ORCID : 0000-0002-2386-4341
Manu Stalport
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385483
- ORCID : 0000-0003-0996-6402
Manfred Steller
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385484
- ORCID : 0000-0003-2459-6155
Gyula Szabó
- Fonction : Auteur
- PersonId : 817189
- ORCID : 0000-0002-0606-7930
Nicolas Thomas
- Fonction : Auteur
Tyler Pritchard
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385485
- ORCID : 0000-0001-9227-8349
Stéphane Udry
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755482
- ORCID : 0000-0001-7576-6236
Carlos Corral van Damme
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385486
- ORCID : 0000-0003-1482-7060
Valérie van Grootel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 759874
- ORCID : 0000-0003-2144-4316
Eva Villaver
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385487
- ORCID : 0000-0003-4936-9418
Ingo Walter
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385488
- ORCID : 0000-0002-5839-1521
Nicholas Walton
- Fonction : Auteur
- PersonId : 799049
- ORCID : 0000-0003-3983-8778
Cristilyn Watkins
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385489
- ORCID : 0000-0001-8621-6731
Richard West
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1385490
- ORCID : 0000-0001-6604-5533
Résumé
We present the discovery and characterization of two warm mini-Neptunes transiting the K3V star TOI-815 in a K–M binary system. Analysis of its spectra and rotation period reveal the star to be young, with an age of 200 −200 +400 Myr. TOI-8l5b has a 11.2-day period and a radius of 2.94 ± 0.05 R ⊕ with transits observed by TESS, CHEOPS, ASTEP, and LCOGT. The outer planet, TOI-8l5c, has a radius of 2.62 ± 0.10 R ⊕ , based on observations of three nonconsecutive transits with TESS; targeted CHEOPS photometry and radial velocity follow-up with ESPRESSO were required to confirm the 35-day period. ESPRESSO confirmed the planetary nature of both planets and measured masses of 7.6 ± 1.5 M ⊕ ( ρ P = 1.64 −0.31 +0.33 g cm −3 ) and 23.5 ± 2.4 M ⊕ ( ρ P = 7.2 −1.0 +1.1 g cm −3 ), respectively. Thus, the planets have very different masses, which is unusual for compact multi-planet systems. Moreover, our statistical analysis of mini-Neptunes orbiting FGK stars suggests that weakly irradiated planets tend to have higher bulk densities compared to those undergoing strong irradiation. This could be ascribed to their cooler atmospheres, which are more compressed and denser. Internal structure modeling of TOI-815b suggests it likely has a H-He atmosphere that constitutes a few percent of the total planet mass, or higher if the planet is assumed to have no water. In contrast, the measured mass and radius of TOI-815c can be explained without invoking any atmosphere, challenging planetary formation theories. Finally, we infer from our measurements that the star is viewed close to pole-on, which implies a spin-orbit misalignment at the 3 σ level. This emphasizes the peculiarity of the system’s orbital architecture, and probably hints at an eventful dynamical history.
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