低质量恒星周围的行星（PALMS）。IV. M矮星行星系统的外部结构

我们展示了针对122颗新发现的邻近（<40 pc）年轻M矮星周围巨行星和褐矮星（>1 MJup）的高对比度自适应光学成像搜索的结果。我们一半的目标天体年龄小于135 Myr，90%的天体比毕星团（620 Myr）年轻。我们在Keck/NIRC2和Subaru/HiCIAO上进行的H波段和K波段日冕仪观测分别在1"处实现了12-14星等和9-13星等的典型对比度，这对应于我们85%样本在5-33 AU处0.5-10 MJup的行星质量极限。我们发现了四个年轻的褐矮星伴星：1RXS J235133.3+312720 B（32 $\pm$ 6 MJup；L0$^{+2}_{-1}$；120 $\pm$ 20 AU），GJ 3629 B（64$^{+30}_{-23}$ MJup；M7.5 $\pm$ 0.5；6.5 $\pm$ 0.5 AU），1RXS J034231.8+121622 B（35 $\pm$ 8 MJup；L0 $\pm$ 1；19.8 $\pm$ 0.9 AU）和2MASS J15594729+4403595 B（43 $\pm$ 9 MJup；M8.0 $\pm$ 0.5；190 $\pm$ 20 AU）。我们识别出超过150个候选行星；我们对其中56%进行了后续成像，但所有候选体都与背景恒星一致。我们的行星零探测结果能够对单一M矮星周围长周期巨行星的发生率提供强有力的统计约束。我们推断，对于热启动和冷启动（Fortney）演化模型，在10-100 AU范围内1-13 MJup行星的发生率上限（95%置信水平）分别为10.3%和16.0%。在热启动（冷启动）形成情景下，少于6.0%（9.9%）的M矮星在5-13 MJup质量范围内拥有像HR 8799和$\beta$ Pictoris那样的位于10-100 AU之间的巨大气态巨行星。尽管首批直接成像的行星是围绕大质量恒星发现的，但目前没有统计证据表明在大间距处巨行星频率与恒星宿主质量之间存在如盘不稳定性模型所预测的趋势。