凌星系外行星宿主恒星的多重性研究。I. 利用 VLT/SPHERE 的高对比度成像

我们研究了已知凌星系外行星宿主恒星的多重性，以检验关于热木星形成机制的竞争理论。我们使用 VLT/SPHERE/IRDIS 观测了 45 颗系外行星宿主恒星，以搜寻潜在的伴星。对于每个已确认的候选伴星，我们通过共同自行检验和围绕宿主的synthetic恒星种群建模，确定了其与宿主引力束缚的概率。我们在 K2-38、WASP-72、WASP-80、WASP-87、WASP-88、WASP-108、WASP-118、WASP-120、WASP-122、WASP-123、WASP-130、WASP-131 和 WASP-137 周围探测到新的候选伴星。最邻近的候选体在 WASP-108 和 WASP-131 周围分离距分别为 $0.124''\pm0.007''$ 和 $0.189''\pm0.003''$ 处被探测到；测得的 $K$ 波段对比度表明这些是质量分别为 $0.35\pm0.02\,M_{\odot}$ 和 $0.62^{+0.05}_{-0.04}\,M_{\odot}$ 的恒星伴星。结合在另外 13 个系统中对先前已知伴星的重新探测与确认，我们推导出多重性分数为 $55.4^{+5.9}_{-9.4}\,\%$。对于目标中 40 颗热木星宿主恒星的代表性子样本，推导出的多重性率为 $54.8^{+6.3}_{-9.9}\,\%$。我们的数据未证实具有偏心行星伴星的系统性偏好属于多重系统的任何趋势。平均而言，我们在 0.5'' 角分离处达到了 $8.5\pm0.9$ mag 的星等对比度。这几乎可排除所有观测系统中质量大于 $0.08$ M$_\odot$ 的额外恒星伴星；在最邻近和最年轻的系统周围，该灵敏度在物理分离小至 10 au 处即已实现。本研究显示 SPHERE 是探测和表征系外行星宿主恒星近距伴星的理想仪器。