具有低质量内行星的行星系统架构：对 1 au 外成熟系统的直接成像探测
地球与行星天体物理
2023-12-13 v1
摘要
在各种系外行星系统中发现绕宿主恒星距离小于 1 au 且质量小于土星的行星，彻底改变了我们的行星形成理论。根本问题在于，这些密近低质量行星是在 1 au 以内的内盘中原位形成，还是在行星形成盘中更外侧形成后向内迁移。探索这些系统中额外巨行星的作用，可能有助于我们确定其整体形成与演化。我们在已知拥有密近小行星的系统中，利用直接成像搜寻额外的亚恒星伴星。结合视向速度与天体测量探测极限的直接成像使用，使我们能够探究这些宿主周围的巨行星与棕矮星人口分布，以研究两类天体种群之间的潜在联系。我们利用 VLT/SPHERE 开展直接成像巡天，在 27 个由视向速度发现的拥有密近低质量行星的系统中搜寻外侧巨行星与棕矮星伴星。我们的样本由非常邻近（<20 pc）的行星系统组成，绕转于 G、K 和 M 型成熟（0.5–10 Gyr）恒星宿主。我们进行了均匀的直接成像数据归约与分析，以搜寻并表征点源，并推导出稳健的统计探测极限。在 337 个点源探测中，我们未发现任何新的束缚伴星。我们重新探测到标志性的极冷 T 型棕矮星 GJ229B。我们在直接成像中的典型灵敏度在 2 au 以外为 5 至 30 MJup。对大质量伴星的非探测与基于核吸积行星形成模型的预测一致。我们的先导研究为利用未来地基与空间天文台开展多技术方法探索极邻近系外行星系统开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2310.06035,
title = {Planetary system architectures with low-mass inner planets: Direct imaging exploration of mature systems beyond 1 au},
author = {Celia Desgrange and Julien Milli and Gael Chauvin and Thomas Henning and Anna Luashvili and Matthew Read and Mark Wyatt and Grant Kennedy and Remo Burn and Martin Schlecker and Flavien Kiefer and Valentina D'Orazi and Sergio Messina and Pascal Rubini and Anne-Marie Lagrange and Carine Babusiaux and Luca Matra and Bertram Bitsch and Mariangela Bonavita and Philippe Delorme and Elisabeth Matthews and Paulina Palma-Bifani and Arthur Vigan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.06035},
year = {2023}
}
备注
49 pages including 31 pages of appendices and references, 31 figures, A&A, accepted