Stellar Activity or a Planet? Revisiting dubious planetary signals in M-dwarf systems

Abstract

GJ581, una estrella M3V, inicialmente se pensaba que albergaba seis planetas. Sin embargo, el periodo de rotación estelar recientemente determinado (132.3 ± 6.3 días), que es el doble y el cuádruple de los periodos orbitales de los dudosos planetas d (Porb : 66.8 días) y g (Porb: 36.5 días), respectivamente, introduce una incertidumbre respecto al origen de estas señales periódicas. Nuestro objetivo es confirmar o refutar la naturaleza planetaria de las señales de velocidad radial (RV) atribuidas a estos planetas analizando 718 puntos de datos de RV, que constituyen el conjunto de datos más extenso hasta la fecha, y los indicadores espectroscópicos de actividad estelar. Identificamos 4 señales periódicas mediante un análisis de frecuencias de las series temporales de: 5.37 d(planeta b), 12.9 d(planeta c), 66.3 d(planeta d), and 3.15 ¿(planeta e), que se modelan utilizando modelos Keplerianos, seguido de un análisis de estabilidad temporal que indica la presencia de una señal inducida por la actividad estelar con un período de 66.3 días. Para confirmar la naturaleza de esta señal periódica, debemos emplear un modelo kepleriano junto con procesos Gaussianos (GP) de manera simultánea. Adicionalmente, actualizamos el periodo de rotación estelar de GJ581 mediante un análisis de indicadores de actividad, empleando un modelo de GP, obteniendo un valor de Prot = 132 +1.82 -1.71 días, mejorando la precisión respecto al valor de la literatura.

GJ581, an M3V star, was initially thought to harbor six planets.However, the recently determined stellar rotation period (132.3 ± 6.3 days), being twice and four times the orbital periods of putative planets d (Porb : 66.8 days) and g (Porb : 36.5 days), respectively, introduces uncertainty regarding the origin of these periodic signals. Our aim is to confirm or refute the planetary nature of the radial velocity (RV) signals attributed to these planets by analyzing 718 RV data points, constituting the most extensive dataset to date, and the spectroscopic stellar activity indicators. We identify four periodic signals by performing a frequency analysis on the RV timeseries: 5.37 d(planet b), 12.9 d(planet c), 66.3 d(planet d), and 3.15 d(planet e). The RVs are modeled using Keplerian models, followed by a temporal stability analysis, which indicates the 66.3 d signal is induced by stellar activity. To confirm the nature of this periodic signal, we must employ a simultaneous Keplerian and Gaussian Process (GP) model. Additionally, we update the stellar rotation period of GJ581 through an analysis of activity indicators, employing GP regression modeling, obtaining a value of Prot = 132 +1.82 -1.71 days, improving the accuracy compared to the literature value.