KMT-2023-BLG-1431Lb: A New q < 10⁻⁴ Microlensing Planet from a Subtle Signature

Abstract The current studies of microlensing planets are limited by small number statistics. Follow-up observations of high-magnification microlensing events can efficiently form a statistical planetary sample. Since 2020, the Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet) and the Las Cumbres Observatory (LCO) global network have been conducting a follow-up program for high-magnification KMTNet events. Here, we report the detection and analysis of a microlensing planetary event, KMT-2023-BLG-1431, for which the subtle (0.05 mag) and short-lived (5 hr) planetary signature was characterized by the follow-up from KMTNet and LCO. A binary-lens single-source (2L1S) analysis reveals a planet/host mass ratio of q = (0.72 ± 0.07) × 10 −4 , and the single-lens binary-source (1L2S) model is excluded by Δ χ 2 = 80. A Bayesian analysis using a Galactic model yields estimates of the host star mass of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>M</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>host</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>0.57</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.29</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.33</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:mo>⊙</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> , the planetary mass of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>M</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>planet</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>13.5</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>6.8</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>8.1</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:mo>⊕</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> , and the lens distance of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>D</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>6.9</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>1.7</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.8</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> kpc. The projected planet-host separation of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>a</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>⊥</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>2.3</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.5</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.5</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> au or <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>a</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>⊥</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>3.2</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.8</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.7</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> au, subject to the close/wide degeneracy. We also find that without the follow-up data, the survey-only data cannot break the degeneracy of central/resonant caustics and the degeneracy of 2L1S/1L2S models, showing the importance of follow-up observations for current microlensing surveys.