利用 VLT/SPHERE 对 51 Eridani b 的光谱与大气表征
地球与行星天体物理
2017-07-12 v1
摘要
51 Eridani b 是一颗围绕年轻(20 Myr)、邻近(29.4 pc)的 F0 型恒星的系外行星，最近通过直接成像发现。由于距其宿主恒星仅 0.5" 远，它非常适合使用积分视场光谱仪进行光谱分析。我们旨在精炼该行星的大气性质，并通过搜寻额外伴星进一步约束系统的架构。利用 VLT 上的 SPHERE 仪器，我们将该行星的光谱覆盖扩展到完整的 Y 到 H 波段，并提供了 K12 波段(2.11, 2.25 微米)测光。该天体与其他寒冷且特殊的矮星进行了比较。此外，利用 MCMC 探索了有云和无云大气模型的后验概率分布。我们通过确定两个基准棕矮星 Gl 570D 和 HD 3651B 的大气参数验证了我们的方法。为探测最内区是否有额外伴星，使用了档案 VLT-NACO (L') SAM 数据。我们给出了该行星在 Y 和 K 波段的首次分光光度测量，并将其 J 波段流量修正为比先前测量暗 40% 的值。具有均匀云覆盖的有云模型与数据吻合良好。我们推导了温度、半径、表面重力、金属丰度以及云沉降参数 f_sed。我们发现大气高度超太阳丰度(Fe/H~1.0)，并带有小颗粒的广延厚云覆盖。模型半径和表面重力表明行星质量约为 9 M_jup。演化模型仅给出质量下限 >2 M_jup（对于纯热启动）。冷启动模型无法解释该行星的光度。SPHERE 和 NACO/SAM 探测极限在太阳系尺度上探测了 51 Eri 系统，并排除了在间距约 2.5 au 之外质量大于 20 M_jup 的棕矮星伴星，以及在 9 au 之外质量大于 2 M_jup 的巨行星。
引用
@article{arxiv.1704.02987,
title = {Spectral and atmospheric characterization of 51 Eridani b using VLT/SPHERE},
author = {M. Samland and P. Mollière and M. Bonnefoy and A. -L. Maire and F. Cantalloube and A. C. Cheetham and D. Mesa and R. Gratton and B. A. Biller and Z. Wahhaj and J. Bouwman and W. Brandner and D. Melnick and J. Carson and M. Janson and T. Henning and D. Homeier and C. Mordasini and M. Langlois and S. P. Quanz and R. van Boekel and A. Zurlo and J. E. Schlieder and H. Avenhaus and A. Boccaletti and M. Bonavita and G. Chauvin and R. Claudi and M. Cudel and S. Desidera and M. Feldt and R. Galicher and T. G. Kopytova and A. -M. Lagrange and H. Le Coroller and D. Mouillet and L. M. Mugnier and C. Perrot and E. Sissa and A. Vigan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.02987},
year = {2017}
}
备注
29 pages, 31 figures, accepted for publication in A&A