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Physical and orbital properties of β Pictoris b

Authors :
Derek Homeier
S. Borgniet
Gael Chauvin
N. Meunier
Hervé Beust
Anne-Marie Lagrange
Jean-Loup Baudino
Raphaël Galicher
F. Allard
G.-D. Marleau
J. Rameau
Christiane Helling
Mickael Bonnefoy
Philippe Delorme
Anthony Boccaletti
Andrew Cumming
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG )
Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-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 Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-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)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA)
Max-Planck-Gesellschaft
Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA)
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)
University of Oxford
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)
Centre Hospitalier Universitaire de France
Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL)
École normale supérieure de Lyon (ENS de 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'Etude des Phénomènes de Transfert Appliqués aux Bâtiments (LEPTAB)
La Rochelle Université (ULR)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-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 Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-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)
University of Oxford [Oxford]
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)
Université de La Rochelle (ULR)
University of St Andrews. School of Physics and Astronomy
Source :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2014, 567, pp.L9. ⟨10.1051/0004-6361/201424041⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2014, 567, pp.L9. ⟨10.1051/0004-6361/201424041⟩
Publication Year :
2014
Publisher :
HAL CCSD, 2014.

Abstract

The intermediate-mass star Beta Pictoris is known to be surrounded by a structured edge-on debris disk within which a gas giant planet was discovered orbiting at 8-10 AU. The physical properties of Beta Pic b were previously inferred from broad and narrow-band 0.9-4.8 microns photometry. We used commissioning data of the Gemini Planet Imager (GPI) to obtain new astrometry and a low-resolution (R=35-39) J-band (1.12-1.35 microns) spectrum of the planet. We find that the planet has passed the quadrature. We constrain its semi-major axis to $\leq$ 10 AU (90 % prob.) with a peak at 8.9+0.4-0.6 AU. The joint fit of the planet astrometry and the most recent radial velocity measurements of the star yields a planet's dynamical mass $\leq$ 20 MJup (greater than 96 % prob.). The extracted spectrum of Beta Pic b is similar to those of young L1-1.5+1 dwarfs. We use the spectral type estimate to revise the planet luminosity to log(L/Lsun)=-3.90+-0.07. The 0.9-4.8 microns photometry and spectrum are reproduced for Teff=1650+-150 K and a log g lower than 4.7 dex by 12 grids of PHOENIX-based and LESIA atmospheric models. If we adopt the most recent system age estimate (21+-4 Myr), the bolometric luminosity and the constraints on the dynamical mass of Beta Pic b are only reproduced by warm- and hot-start tracks with initial entropies Si greater than 10.5 kB/baryon. Such initial conditions may result from an inefficient accretion shock and/or a planetesimal density at formation higher than in the classical core accretion model. Considering a younger age for the system or a conservative formation time for Beta Pic b does not change these conclusions.<br />4 pages, 4 figures, 2 tables. 4 online appendices. Accepted for publication in A&A letters

Details

Language :
English
ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2014, 567, pp.L9. ⟨10.1051/0004-6361/201424041⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2014, 567, pp.L9. ⟨10.1051/0004-6361/201424041⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....94758f69fde3340a7c0aa56fa4be68b6