A Survey of Protoplanetary Disks Using the Keck/NIRC2 Vortex Coronagraph - Observatoire des Sciences de la Terre, de l'Univers et de l'Environnement de Grenoble
Article Dans Une Revue The Astronomical Journal Année : 2024

A Survey of Protoplanetary Disks Using the Keck/NIRC2 Vortex Coronagraph

Nicole L. Wallack
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Jean-Baptiste Ruffio
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Garreth Ruane
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Jerry W. Xuan
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Marion Villenave
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Dimitri Mawet
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Karl Stapelfeldt
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Jason J. Wang
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Michael C. Liu
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Olivier Absil
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Carlos Alvarez
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Jaehan Bae
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Charlotte Bond
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Michael Bottom
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Benjamin Calvin
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Élodie Choquet
Valentin Christiaens
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Therese Cook
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Bruno Femenía Castellá
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Carlos Gomez Gonzalez
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Greta Guidi
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Joel Kastner
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Heather A. Knutson
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Tiffany Meshkat
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Henry Ngo
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Sam Ragland
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Maddalena Reggiani
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Luca Ricci
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Eugene Serabyn
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Taichi Uyama
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Jonathan P. Williams
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Peter Wizinowich
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Zoe Zawol
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Shangjia Zhang
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Zhaohuan Zhu
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Résumé

Recent Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) observations of protoplanetary disks in the millimeter continuum have shown a variety of radial gaps, cavities, and spiral features. These substructures may be signposts for ongoing planet formation, and therefore these systems are promising targets for direct imaging planet searches in the near-infrared. To this end, we present results from a deep imaging survey in the band (3.8 μm) with the Keck/NIRC2 vortex coronagraph to search for young planets in 43 disks with resolved features in the millimeter continuum or evidence for gaps/central cavities from their spectral energy distributions. Although we do not detect any new point sources, using the vortex coronagraph allows for high sensitivity to faint sources at small angular separations (down to ∼0.″1), allowing us to place strong upper limits on the masses of potential gas giant planets. We compare our mass sensitivities to the masses of planets derived using ALMA observations, and while we are sensitive to ∼1 M Jup planets in the gaps in some of our systems, we are generally not sensitive to planets of the masses expected from the ALMA observations. In addition to placing upper limits on the masses of gas giant planets that could be interacting with the dust in the disks to form the observed millimeter substructures, we are also able to map the micron-sized dust as seen in scattered light for 8 of these systems. Our large sample of systems also allows us to investigate limits on planetary accretion rates and disk viscosities.
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insu-04726432 , version 1 (09-10-2024)

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Citer

Nicole L. Wallack, Jean-Baptiste Ruffio, Garreth Ruane, Bin B. Ren, Jerry W. Xuan, et al.. A Survey of Protoplanetary Disks Using the Keck/NIRC2 Vortex Coronagraph. The Astronomical Journal, 2024, 168, ⟨10.3847/1538-3881/ad390c⟩. ⟨insu-04726432⟩
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