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评估 C/O 比作为形成诊断指标:与伴星质量的潜在趋势

地球与行星天体物理 2023-08-09 v2

摘要

系外行星大气中的碳氧比(C/O)已被提出作为行星形成的潜在诊断指标。如今已有若干系外行星测得了 C/O 比,因而可以在种群层面上检验该诊断指标。在此,我们给出了对直接成像与凌星/掩食行星当前已测 C/O 比的分析。首先,我们利用 W.M. Keck 天文台的 OSIRIS 积分视场光谱仪所采数据推导亚恒星伴星 HD 284149 AB b 的大气参数,并报告了我们使用 Keck/OSIRIS 正在进行的成像光谱巡天中的两次未探测结果。我们得到有效温度 Teff=2502T_\mathrm{eff} = 2502 K(范围 2291–2624 K),logg=4.52\log g=4.52(范围 4.38–4.91),以及 [M/H] = 0.37(范围 0.10–0.55)。我们推导出 HD 284149 AB b 的 C/O 为 0.590.30+0.15^{+0.15}_{-0.30}。我们将该测量加入直接成像行星的 C/O 比列表,并与一组凌星/掩食行星的相应结果进行比较。我们还给出了 HD 284149 AB b 的首个动力学质量估计,发现其质量约为 \sim28 MJupM_\mathrm{Jup}。C/O 比随伴星质量(MJupM_{\mathrm{Jup}})呈现趋势,并在约 4MJupM_{\mathrm{Jup}} 处出现转折。我们对该质量边界上下两侧的行星分别运行 Kolmogorov–Smirnov 检验与 Anderson–Darling 检验,发现它们是两个不同的种群。这可作为两个不同种群(可能具有两种不同形成路径)的额外证据,并以伴星质量作为最可能形成情形的指示。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.04557,
  title  = {Assessing the C/O Ratio Formation Diagnostic: A Potential Trend with Companion Mass},
  author = {Kielan K. W. Hoch and Quinn M. Konopacky and Christopher A. Theissen and Jean-Baptiste Ruffio and Travis S. Barman and Emily L. Rickman and Marshall D. Perrin and Bruce Macintosh and Christian Marois},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.04557},
  year   = {2023}
}

备注

26 pages, 16 figures