Orbital and atmospheric characterization of the planet within the gap of the PDS 70 transition disk
André Müller
(1)
,
Miriam Keppler
(1)
,
Thomas Henning
(1)
,
Matthias Samland
(1)
,
Gael Chauvin
(2, 3)
,
Hervé Beust
(2)
,
Anne-Lise Maire
(1)
,
Karan Molaverdikhani
(1)
,
Roy Vanboekel
(1)
,
Myriam Benisty
(2, 3)
,
Anthony Boccaletti
(4)
,
Mickael Bonnefoy
(2)
,
Faustine Cantalloube
(1)
,
Benjamin Charnay
(4)
,
Jean-Loup Baudino
(5)
,
Mario Gennaro
(6)
,
Z. C. Long
(6)
,
Anthony Cheetham
(7)
,
Silvano Desidera
(8)
,
Markus Feldt
(1)
,
Thierry Fusco
(9, 10)
,
Julien Girard
(2, 6)
,
Raffaele Gratton
(8)
,
Janis Hagelberg
(11)
,
Markus Janson
(1, 12)
,
Anne-Marie Lagrange
(2)
,
Maud Langlois
(10, 13)
,
Cecilia Lazzoni
(8)
,
Roxanne Ligi
(14)
,
François Ménard
(2)
,
Dino Mesa
(8, 15)
,
Matthias Meyer
(11, 16)
,
Paul Mollière
(17)
,
Christoph Mordasini
(18)
,
Thibaut Moulin
(2)
,
Aleksei Pavlov
(1)
,
Nicole Pawellek
(1, 19)
,
Sascha Patrick Quanz
(11)
,
José Ramos
(1)
,
Daniel Rouan
(4)
,
Emanuele Sissa
(8)
,
Eric Stadler
(2)
,
Arthur Vigan
(10)
,
Zahed Wahhaj
(20)
,
Luc Weber
(7)
,
Alice Zurlo
(10, 21)
1
MPIA -
Max-Planck-Institut für Astronomie
2 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
3 USACH - Universidad de Santiago de Chile [Santiago]
4 LESIA (UMR_8109) - Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique
5 University of Oxford
6 STSci - Space Telescope Science Institute
7 ObsGE - Observatoire Astronomique de l'Université de Genève
8 OAPD - INAF - Osservatorio Astronomico di Padova
9 DOTA, ONERA, Université Paris Saclay (COmUE) [Châtillon]
10 LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
11 IPA - Institute for Particle Physics and Astrophysics [ETH Zürich]
12 Stockholm University
13 CRAL - Centre de Recherche Astrophysique de Lyon
14 OAB - INAF - Osservatorio Astronomico di Brera
15 INCT - Instituto de Astronomia y ciencias Planetarias de Atacama
16 University of Michigan [Ann Arbor]
17 Leiden Observatory [Leiden]
18 UNIBE - Universität Bern = University of Bern = Université de Berne
19 Research Centre for Astronomy and Earth Sciences [Budapest]
20 ESO - European Southern Observatory [Santiago]
21 UDP - Universidad Diego Portales [Santiago - Chili]
2 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
3 USACH - Universidad de Santiago de Chile [Santiago]
4 LESIA (UMR_8109) - Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique
5 University of Oxford
6 STSci - Space Telescope Science Institute
7 ObsGE - Observatoire Astronomique de l'Université de Genève
8 OAPD - INAF - Osservatorio Astronomico di Padova
9 DOTA, ONERA, Université Paris Saclay (COmUE) [Châtillon]
10 LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
11 IPA - Institute for Particle Physics and Astrophysics [ETH Zürich]
12 Stockholm University
13 CRAL - Centre de Recherche Astrophysique de Lyon
14 OAB - INAF - Osservatorio Astronomico di Brera
15 INCT - Instituto de Astronomia y ciencias Planetarias de Atacama
16 University of Michigan [Ann Arbor]
17 Leiden Observatory [Leiden]
18 UNIBE - Universität Bern = University of Bern = Université de Berne
19 Research Centre for Astronomy and Earth Sciences [Budapest]
20 ESO - European Southern Observatory [Santiago]
21 UDP - Universidad Diego Portales [Santiago - Chili]
Thomas Henning
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755782
- ORCID : 0000-0002-1493-300X
Gael Chauvin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 740998
- IdHAL : gael-chauvin
- ORCID : 0000-0003-4022-8598
- IdRef : 12529946X
Myriam Benisty
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755605
- ORCID : 0000-0002-7695-7605
- IdRef : 130594024
Anthony Boccaletti
- Fonction : Auteur
- PersonId : 741854
- IdHAL : anthony-boccaletti
- ORCID : 0000-0001-9353-2724
- IdRef : 168150417
Mickael Bonnefoy
- Fonction : Auteur
- PersonId : 741404
- IdHAL : mickael-bonnefoy
- ORCID : 0000-0001-5579-5339
- IdRef : 193269139
Faustine Cantalloube
- Fonction : Auteur
- PersonId : 777915
- IdHAL : faustine-cantalloube
- ORCID : 0000-0002-3968-3780
- IdRef : 198216769
Benjamin Charnay
- Fonction : Auteur
- PersonId : 741663
- IdHAL : benjamin-charnay
- ORCID : 0000-0003-0977-6545
- IdRef : 177680393
Thierry Fusco
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1160943
- IdHAL : thierry-fusco
- ORCID : 0000-0002-0795-0856
- IdRef : 05777658X
Julien Girard
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755196
- ORCID : 0000-0001-8627-0404
- IdRef : 112046304
Raffaele Gratton
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756382
- ORCID : 0000-0003-2195-6805
Markus Janson
- Fonction : Auteur
- PersonId : 766679
- ORCID : 0000-0001-8345-593X
Maud Langlois
- Fonction : Auteur
- PersonId : 170331
- IdHAL : maud-langlois
- ORCID : 0000-0003-3574-9903
Roxanne Ligi
- Fonction : Auteur
- PersonId : 764995
- ORCID : 0000-0002-6257-6051
François Ménard
- Fonction : Auteur
- PersonId : 184556
- IdHAL : francois-menard
- ORCID : 0000-0002-1637-7393
- IdRef : 035533919
Nicole Pawellek
- Fonction : Auteur
- PersonId : 794523
- ORCID : 0000-0002-9385-9820
Résumé
Aims: We aim to characterize the orbital and atmospheric properties of PDS 70 b, which was first identified on May 2015 in the course of the SHINE survey with SPHERE, the extreme adaptive-optics instrument at the VLT. Methods: We obtained new deep SPHERE/IRDIS imaging and SPHERE/IFS spectroscopic observations of PDS 70 b. The astrometric baseline now covers 6 years which allows us to perform an orbital analysis. For the first time, we present spectrophotometry of the young planet which covers almost the entire near-infrared range (0.96 to 3.8 micrometer). We use different atmospheric models covering a large parameter space in temperature, log(g), chemical composition, and cloud properties to characterize the properties of the atmosphere of PDS 70 b. Results: PDS 70 b is most likely orbiting the star on a circular and disk coplanar orbit at ~22 au inside the gap of the disk. We find a range of models that can describe the spectrophotometric data reasonably well in the temperature range between 1000-1600 K and log(g) no larger than 3.5 dex. The planet radius covers a relatively large range between 1.4 and 3.7 R_jupiter with the larger radii being higher than expected from planet evolution models for the age of the planet of 5.4 Myr. Conclusions: This study provides a comprehensive dataset on the orbital motion of PDS 70 b, indicating a circular orbit and a motion coplanar with the disk. The first detailed spectral energy distribution of PDS 70 b indicates a temperature typical for young giant planets. The detailed atmospheric analysis indicates that a circumplanetary disk may contribute to the total planet flux.
| Origine | Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte |
|---|