First light of the VLT planet finder SPHERE. III. New spectrophotometry and astrometry of the HR 8799 exoplanetary system

Autor: Zurlo, A., Vigan, Arthur, Galicher, R., Maire, A.L., Mesa, D., Gratton, R., Chauvin, G., Kasper, M., Moutou, C., Bonnefoy, M., Desidera, S., Abe, L., Apai, D., Baruffolo, A., Baudoz, P., Baudrand, J., Beuzit, J.L., Blancard, P., Boccaletti, A., Cantalloube, F., Carle, M., Cascone, E., Charton, P., Claudi, R.U., Costille, A., De Caprio, V., Dohlen, K., Dominik, C., Fantinel, D., Feautrier, P., Feldt, M., Fusco, T., Gigan, P., Girard, J.H., Gisler, D., Gluck, L., Gry, C., Henning, T., Hugot, E., Janson, M., Jaquet, M., Lagrange, A.M., Langlois, M., Llored, M., Madec, F., Magnard, Y., Martinez, P., Maurel, D., Mawet, D., Meyer, M.R., Milli, J., Moeller-Nilsson, O., Mouillet, D., Origné, A., Pavlov, A., Petit, C., Puget, P., Quanz, S.P., Rabou, P., Ramos, J., Rousset, G., Roux, A., Salasnich, B., Salter, G., Sauvage, J.F., Schmid, H.M., Soenke, C., Stadler, E., Suarez, M., Turatto, M., Udry, S., F., Vakili, Wahhaj, Z., Wildi, F., Antichi, J.
Přispěvatelé: Universidad Diego Portales [Santiago] (UDP), Departamento de Astronomía, Universidad de Chile = University of Chile [Santiago] (UCHILE), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), INAF - Osservatorio Astronomico di Padova (OAPD), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), European Southern Observatory, European Southern Observatory (ESO), Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), ESO, Physics Department [Garching], Technische Universität Munchen - Université Technique de Munich [Munich, Allemagne] (TUM)-Technische Universität Munchen - Université Technique de Munich [Munich, Allemagne] (TUM), Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Steward Observatory (STEWARD OBSERVATORY), University of Arizona, Lunar and Planetary Laboratory [Tucson] (LPL), ONERA - The French Aerospace Lab [Châtillon], ONERA-Université Paris Saclay (COmUE), Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), Max-Planck-Gesellschaft, Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik (KIS), AlbaNova University Center (ALBANOVA), Stockholm University, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), California Institute of Technology (CALTECH), Institute of Astronomy [ETH Zürich], Department of Physics [ETH Zürich] (D-PHYS), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich)- Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Observatoire Astronomique de l'Université de Genève (ObsGE), Université de Genève (UNIGE), Universidad de Chile, Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Technical University of Munich (TUM)-Technical University of Munich (TUM), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ONERA, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology in Zürich [Zürich] (ETH Zürich)-Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology in Zürich [Zürich] (ETH Zürich), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Genève = University of Geneva (UNIGE)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Astronomy and Astrophysics-A&A
Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2016, 587 (A57), p. 1-13. ⟨10.1051/0004-6361/201526835⟩
Astronomy and Astrophysics-A&A, 2016, 587 (A57), p. 1-13. ⟨10.1051/0004-6361/201526835⟩
ISSN: 0004-6361
DOI: 10.1051/0004-6361/201526835⟩
Popis: International audience; Context. The planetary system discovered around the young A-type HR 8799 provides a unique laboratory to: a) test planet formation theories; b) probe the diversity of system architectures at these separations, and c) perform comparative (exo)planetology.Aims. We present and exploit new near-infrared images and integral-field spectra of the four gas giants surrounding HR 8799 obtained with SPHERE, the new planet finder instrument at the Very Large Telescope, during the commissioning and science verification phase of the instrument (July–December 2014). With these new data, we contribute to completing the spectral energy distribution (SED) of these bodies in the 1.0–2.5 μm range. We also provide new astrometric data, in particular for planet e, to further constrain the orbits.Methods. We used the infrared dual-band imager and spectrograph (IRDIS) subsystem to obtain pupil-stabilized, dual-band H2H3 (1.593 μm, 1.667 μm), K1K2 (2.110 μm, 2.251 μm), and broadband J (1.245 μm) images of the four planets. IRDIS was operated in parallel with the integral field spectrograph (IFS) of SPHERE to collect low-resolution (R ~ 30), near-infrared (0.94–1.64 μm) spectra of the two innermost planets HR 8799 d and e. The data were reduced with dedicated algorithms, such as the Karhunen-Loève image projection (KLIP), to reveal the planets. We used the so-called negative planets injection technique to extract their photometry, spectra, and measure their positions. We illustrate the astrometric performance of SPHERE through sample orbital fits compatible with SPHERE and literature data.Results. We demonstrated the ability of SPHERE to detect and characterize planets in this kind of systems, providing spectra and photometry of its components. The spectra improve upon the signal-to-noise ratio of previously obtained data and increase the spectral coverage down to the Y band. In addition, we provide the first detection of planet e in the J band. Astrometric positions for planets HR 8799 bcde are reported for the epochs of July, August, and December 2014. We measured the photometric values in J, H2H3, K1K2 bands for the four planets with a mean accuracy of 0.13 mag. We found upper limit constraints on the mass of a possible planet f of 3–7 MJup . Our new measurements are more consistent with the two inner planets d and e being in a 2d:1e or 3d:2e resonance. The spectra of HR 8799 d and e are well matched by those of L6-8 field dwarfs. However, the SEDs of these objects are redder than field L dwarfs longward of 1.6 μm.
Databáze: OpenAIRE
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