Last year, three Earth-sized planets were discovered to be orbiting the nearby Jupiter-sized star TRAPPIST-1; now, follow-up photometric observations from the ground and from space show that there are at least seven Earth-sized planets in this star system, and that they might be the right temperature to harbour liquid water on their surfaces. Michaël Gillon et al. report the results of a photometric monitoring campaign of the star TRAPPIST-1 from the ground and space. They reveal that at least seven planets with sizes and masses similar to Earth revolve around this Jupiter-sized star. These planets all have equilibrium temperatures low enough to make it possible for liquid water to exist on their surfaces. One aim of modern astronomy is to detect temperate, Earth-like exoplanets that are well suited for atmospheric characterization. Recently, three Earth-sized planets were detected that transit (that is, pass in front of) a star with a mass just eight per cent that of the Sun, located 12 parsecs away1. The transiting configuration of these planets, combined with the Jupiter-like size of their host star—named TRAPPIST-1—makes possible in-depth studies of their atmospheric properties with present-day and future astronomical facilities1,2,3. Here we report the results of a photometric monitoring campaign of that star from the ground and space. Our observations reveal that at least seven planets with sizes and masses similar to those of Earth revolve around TRAPPIST-1. The six inner planets form a near-resonant chain, such that their orbital periods (1.51, 2.42, 4.04, 6.06, 9.1 and 12.35 days) are near-ratios of small integers. This architecture suggests that the planets formed farther from the star and migrated inwards4,5. Moreover, the seven planets have equilibrium temperatures low enough to make possible the presence of liquid water on their surfaces6,7,8.

Abstract We have collected transit times for the TRAPPIST-1 system with the Spitzer Space Telescope over four years. We add to these ground-based, HST, and K2 transit-time measurements, and revisit an N -body dynamical analysis of the seven-planet system using our complete set of times from which we refine the mass ratios of the planets to the star. We next carry out a photodynamical analysis of the Spitzer light curves to derive the density of the host star and the planet densities. We find that all seven planets’ densities may be described with a single rocky mass–radius relation which is depleted in iron relative to Earth, with Fe 21 wt% versus 32 wt% for Earth, and otherwise Earth-like in composition. Alternatively, the planets may have an Earth-like composition but enhanced in light elements, such as a surface water layer or a core-free structure with oxidized iron in the mantle. We measure planet masses to a precision of 3%–5%, equivalent to a radial-velocity (RV) precision of 2.5 cm s −1 , or two orders of magnitude more precise than current RV capabilities. We find the eccentricities of the planets are very small, the orbits are extremely coplanar, and the system is stable on 10 Myr timescales. We find evidence of infrequent timing outliers, which we cannot explain with an eighth planet; we instead account for the outliers using a robust likelihood function. We forecast JWST timing observations and speculate on possible implications of the planet densities for the formation, migration, and evolution of the planet system.

Abstract Deep optical emission-line images are presented for nine known plus three new Galactic supernova remnants (SNRs), all but one having at least one angular dimension >1°. Wide-field images taken in H α and [O iii ] λ 5007 reveal many new and surprising remnant structures including large remnant shock extensions and “breakout” features not seen in published optical or radio data. These images represent over 12,000 individual images totaling more than 1000 hr of exposure time taken over the last 2 yr mainly using small aperture telescopes, which detected fainter nebular line emissions than published emission-line images. During the course of this imaging program, we discovered three new SNRs, namely G107.5-5.1 (the Nereides Nebula), G209.9-8.2, and G210.5+1.3, two of which have diameters >1.°5. In addition to offering greater structural detail on the nine already known SNRs, a key finding of this study is the importance of [O iii ] emission-line imaging for mapping the complete shock emissions of Galactic SNRs.

Abstract Kepler-51 is a ≲1 Gyr old Sun-like star hosting three transiting planets with radii ≈6–9 R ⊕ and orbital periods ≈45–130 days. Transit timing variations (TTVs) measured with past Kepler and Hubble Space Telescope (HST) observations have been successfully modeled by considering gravitational interactions between the three transiting planets, yielding low masses and low mean densities (≲0.1 g cm −3 ) for all three planets. However, the transit time of the outermost transiting planet Kepler-51d recently measured by the James Webb Space Telescope 10 yr after the Kepler observations is significantly discrepant from the prediction made by the three-planet TTV model, which we confirmed with ground-based and follow-up HST observations. We show that the departure from the three-planet model is explained by including a fourth outer planet, Kepler-51e, in the TTV model. A wide range of masses (≲ M Jup ) and orbital periods (≲10 yr) are possible for Kepler-51e. Nevertheless, all the coplanar solutions found from our brute-force search imply masses ≲10 M ⊕ for the inner transiting planets. Thus, their densities remain low, though with larger uncertainties than previously estimated. Unlike other possible solutions, the one in which Kepler-51e is around the 2:1 mean motion resonance with Kepler-51d implies low orbital eccentricities (≲0.05) and comparable masses (∼5 M ⊕ ) for all four planets, as is seen in other compact multiplanet systems. This work demonstrates the importance of long-term follow-up of TTV systems for probing longer-period planets in a system.

Near-Earth objects (NEOs) on an impact course with Earth can move at high angular speeds. Understanding their properties, including their rotation state, is crucial for assessing impact risks and mitigation strategies. Traditional photometric methods face challenges in accurately collecting data on fast-moving NEOs. This study introduces an innovative approach to aperture photometry, tailored to analyzing trailed images of fast-moving NEOs. Our primary aim is to extract rotation state information for fast rotators. We applied our approach to the trailed images of three asteroids: 2023 CX1, 2024 BX1, and 2024 EF, which were either on a collision course or on a close fly-by with Earth, resulting in high angular velocities. By adjusting the aperture size, we controlled the effective instantaneous exposure time of the asteroid to increase the sampling rate of photometric variations. This enabled us to detect short rotation periods that would be challenging to derive with conventional methods. Our analysis shows that trailed photometry significantly reduces the overhead time associated with CCD readout, enhancing the sampling rate of the photometric variations. We demonstrate that this technique is particularly effective for fast-moving objects, providing reliable photometric data when the object is at its brightest and closest to Earth. For asteroid 2024 BX1, we detect a rotation period of $2.5888 0.0002$ seconds, the shortest ever recorded. We discuss under what circumstances it is most efficient to use trailed observations coupled with aperture photometry for studying the rotation characteristics of NEOs.

Abstract We present the results of a fourth planetary defense exercise, focused this time on the small near-Earth asteroid (NEA) 2023 DZ2 and conducted during its close approach to the Earth in 2023 March. The International Asteroid Warning Network (IAWN), with support from NASA's Planetary Defense Coordination Office (PDCO), has been coordinating planetary defense observational campaigns since 2017 to test the operational readiness of the global planetary defense capabilities. The last campaign focused on the NEA Apophis, and an outcome of that exercise was the need for a short burst campaign to replicate a real-life near-Earth object impact hazard scenario. The goal of the 2023 DZ2 campaign was to characterize the small NEA as a potential impactor and exercise the planetary defense system including observations, hypothetical risk assessment and risk prediction, and hazard communication with a short notice of just 24 hr. The entire campaign lasted about 10 days. The campaign team was divided into several working groups based on the characterization method: photometry, spectroscopy, thermal IR photometry and optical polarimetry, radar, and risk assessment. Science results from the campaign show that 2023 DZ2 has a rotation period of 6.2745 ± 0.0030 minutes; visible wavelength color photometry/spectroscopy/polarimetry and near-IR spectroscopy all point to an E-type taxonomic classification with surface composition analogous to aubrite meteorites; and radar observations show that the object has a diameter of 30 ± 10 m, consistent with the high albedo (0.49) derived from polarimetric and thermal IR observations.