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VLT/SPHERE astrometric confirmation and orbital analysis of the brown dwarf companion HR 2562 B

Authors :
Anne-Lise Maire
Hervé Beust
Anne-Marie Lagrange
Daniel Rouan
D. Perret
Stéphane Udry
Miriam Keppler
S. Daemgen
Michael Meyer
M. Feldt
Arthur Vigan
D. Maurel
Thomas Henning
L. Rodet
R. G. Gratton
J. C. Augereau
Hubert Klahr
C. Petit
Johan Olofsson
A. Delboulbe
Philippe Thébault
Silvano Desidera
R. Ligi
Maud Langlois
Wolfgang Brandner
Faustine Cantalloube
Valentina D'Orazi
A. Roux
Mickael Bonnefoy
Jose Ramos
Thibaut Moulin
L. Abe
Janis Hagelberg
L. Weber
Dino Mesa
M. Carle
H. Le Coroller
Anthony Boccaletti
Matthias Samland
A. Zurlo
Raphaël Galicher
A. Pavlov
Philippe Feautrier
Markus Janson
T. Schmidt
Yves Magnard
C. Lazzoni
Gael Chauvin
F. Rigal
Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA)
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG )
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France
INAF - Osservatorio Astronomico di Padova (OAPD)
Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
Dipartimento di Fisica e Astronomia G. Galilei, Università di Padova
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA (UMR_8109))
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)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
INCT, Universidad de Atacama, calle Copayapu 485, Copiapo, Atacama, Chile
Laboratoire Franco-Chilien d'Astronomie, UMI 3386
Department of Astronomy, Stockholm University, AlbaNova University Center, 106 91, Stockholm, Sweden
Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Valparaiso
Institute for Astronomy, Department of Physics, ETH Zürich
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-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM)
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)
University of Michigan
INAF - Osservatorio Astronomico di Brera (OAB)
ISDC, Geneva Observatory, University of Geneva
Nucleo de Astronomia, Facultad de Ingenieria, Universidad Diego Portales, Avenida Ejercito 441, Santiago, Chile
Observatoire de la Côte d'Azur
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)
ONERA - The French Aerospace Lab [Palaiseau]
ONERA-Université Paris Saclay (COmUE)
Astronomical Institute Anton Pannekoek, University of Amsterdam
Max-Planck-Gesellschaft
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])
Dipartimento di Fisica e Astronomia 'Galileo Galilei'
Università degli Studi di Padova = University of Padua (Unipd)
Instituto de Astronomia y ciencias Planetarias de Atacama (INCT)
Universidad de Atacama
Laboratoire Franco-Chilien d'Astronomie (LFCA)
Universidad de Chile = University of Chile [Santiago] (UCHILE)-Pontificia Universidad Católica de Chile (UC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Universidad de Concepción - University of Concepcion [Chile]
Stockholm University
Universidad de Valparaiso [Chile]
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)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
University of Michigan [Ann Arbor]
University of Michigan System
Observatoire Astronomique de l'Université de Genève (ObsGE)
Université de Genève = University of Geneva (UNIGE)
Universidad Diego Portales [Santiago] (UDP)
Universidad de Chile = University of Chile [Santiago] (UCHILE)
Observatoire de la Côte d'Azur (OCA)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
DOTA, ONERA, Université Paris Saclay (COmUE) [Palaiseau]
Astronomical Institute Anton Pannekoek (AI PANNEKOEK)
University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA)
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)
Universita degli Studi di Padova
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Universidad de Concepción [Chile]-Pontificia Universidad Católica de Chile (UC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Universidad de Chile
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)
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)
Université de Genève (UNIGE)
Universidad de Chile
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
DOTA, ONERA, Université Paris Saclay [Palaiseau]
ONERA-Université Paris-Saclay
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Université Paris Saclay (COmUE)-ONERA
Source :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2018, 615, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2018, 615, pp.1-13. ⟨10.1051/0004-6361/201732476⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2018, 615, pp.1-13. ⟨10.1051/0004-6361/201732476⟩, Astronomy and Astrophysics
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

Context. A low-mass brown dwarf has been recently imaged around HR 2562 (HD 50571), a star hosting a debris disk resolved in the far infrared. Interestingly, the companion location is compatible with an orbit coplanar with the disk and interior to the debris belt. This feature makes the system a valuable laboratory to analyze the formation of substellar companions in a circumstellar disk and potential disk-companion dynamical interactions. Aims. We aim to further characterize the orbital motion of HR 2562 B and its interactions with the host star debris disk. Methods. We performed a monitoring of the system over ~10 months in 2016 and 2017 with the VLT/SPHERE exoplanet imager. Results. We confirm that the companion is comoving with the star and detect for the first time an orbital motion at high significance, with a current orbital motion projected in the plane of the sky of 25 mas (~0.85 au) per year. No orbital curvature is seen in the measurements. An orbital fit of the SPHERE and literature astrometry of the companion without priors on the orbital plane clearly indicates that its orbit is (quasi-)coplanar with the disk. To further constrain the other orbital parameters, we used empirical laws for a companion chaotic zone validated by N-body simulations to test the orbital solutions that are compatible with the estimated disk cavity size. Non-zero eccentricities (>0.15) are allowed for orbital periods shorter than 100 yr, while only moderate eccentricities up to ~0.3 for orbital periods longer than 200 yr are compatible with the disk observations. A comparison of synthetic Herschel images to the real data does not allow us to constrain the upper eccentricity of the companion.<br />Accepted for publication in A&A. 14 pages, 14 figures, 3 tables. Updated to match published paper. Bug in the computation of the distributions of times at periastron passages corrected, minor effects on other orbital parameters

Details

Language :
English
ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2018, 615, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2018, 615, pp.1-13. ⟨10.1051/0004-6361/201732476⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2018, 615, pp.1-13. ⟨10.1051/0004-6361/201732476⟩, Astronomy and Astrophysics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7076aaf8e4b1f206b25ef70bcc2383d8
Full Text :
https://doi.org/10.1051/0004-6361/201732476⟩