First light of the VLT planet finder SPHERE I. Detection and characterization of the substellar companion GJ 758 B
- Creators
- Vigan, Arthur
- Bonnefoy, M.
- Ginski, C.
- Beust, H.
- Galicher, R.
- Janson, M.
- Baudino, J.L.
- Buenzli, E.
- Hagelberg, J.
- d'Orazi, V.
- Desidera, S.
- Maire, A.L.
- Gratton, R.
- Sauvage, J.F.
- Chauvin, G.
- Thalmann, C.
- Malo, L.
- Salter, G.
- Zurlo, A.
- Antichi, J.
- Baruffolo, A.
- Baudoz, P.
- Blanchard, P.
- Boccaletti, A.
- Beuzit, J.L.
- Carle, M.
- Claudi, R.
- Costille, A.
- Delboulbe, A.
- Dohlen, K.
- Dominik, C.
- Feldt, M.
- Fusco, T.
- Gluck, L.
- Girard, J.
- Giro, E.
- Gry, C.
- Henning, T.
- Hubin, N.
- Hugot, E.
- Jaquet, M.
- Kasper, M.
- Lagrange, A.M.
- Langlois, M.
- Le Mignant, D.
- Llored, M.
- Madec, F.
- Martinez, P.
- Mawet, D.
- Mesa, D.
- Milli, J.
- Mouillet, D.
- Moulin, T.
- Moutou, C.
- Origne, A.
- Pavlov, A.
- Perret, D.
- Petit, C.
- Pragt, J.
- Puget, P.
- Rabou, P.
- Rochat, S.
- Roelfsema, R.
- Salasnich, B.
- Schmid, H.M.
- Sevin, A.
- Siebenmorgen, R.
- Smette, A.
- Stadler, E.
- Suarez, M.
- Turatto, M.
- Udry, S.
- Vakili, F.
- Wahhaj, Z.
- Weber, L.
- Wildi, F.
- Others:
- 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)
- European Southern Observatory [Santiago] (ESO) ; European Southern Observatory (ESO)
- 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])
- Leiden Observatory [Leiden] ; Universiteit Leiden [Leiden]
- 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)
- Stockholm University
- Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) ; Max-Planck-Gesellschaft
- Institute for Astronomy [Honolulu] ; University of Hawai'i [Mānoa] (UHM)
- Observatoire Astronomique de l'Université de Genève (ObsGE) ; Université de Genève = University of Geneva (UNIGE)
- INAF - Osservatorio Astronomico di Padova (OAPD) ; Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
- Macquarie University
- Monash University [Melbourne]
- DOTA, ONERA, Université Paris Saclay (COmUE) [Châtillon] ; ONERA-Université Paris Saclay (COmUE)
- Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich)
- CFHT
- Universidad Diego Portales [Santiago] (UDP)
- Universidad de Santiago de Chile [Santiago] (USACH)
- INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA) ; Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
- Astronomical Institute Anton Pannekoek (AI PANNEKOEK) ; University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA)
- European Southern Observatory (ESO)
- Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM) ; Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- 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)
- UMR 5805 Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC) ; Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU) ; Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Observatoire de la Côte d'Azur (OCA) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- California Institute of Technology (CALTECH)
- De la Molécule aux Nanos-objets : Réactivité, Interactions et Spectroscopies (MONARIS) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- NOVA Optical Infrared Instrumentation Group
- Institut d'Astrophysique et de Géophysique [Liège] ; Université de Liège
- Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE) ; 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)
- European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)
- Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS) ; Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon) ; Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Citation
Description
GJ 758 B is a brown dwarf companion to a nearby (15.76%) solar-type, metal-rich (M/H = +0.2 dex) main-sequence star (G9V) that was discovered with Subaru/HiCIAO in 2009. From previous studies, it has drawn attention as being the coldest (similar to 600 K) companion ever directly imaged around a neighboring star. We present new high-contrast data obtained during the commissioning of the SPHERE instrument at the Very Large Telescope (VLT). The data was obtained in Y-, J-, H-, and K-s-bands with the dual-band imaging (DBI) mode of IRDIS, thus providing a broad coverage of the full near-infrared (near-IR) range at higher contrast and better spectral sampling than previously reported. In this new set of high-quality data, we report the re-detection of the companion, as well as the first detection of a new candidate closer-in to the star. We use the new eight photometric points for an extended comparison of GJ 758 B with empirical objects and four families of atmospheric models. From comparison to empirical object, we estimate a T8 spectral type, but none of the comparison objects can accurately represent the observed near-IR fluxes of GJ 758 B. From comparison to atmospheric models, we attribute a T-eff = 600 +/- 100 K, but we find that no atmospheric model can adequately fit all the fluxes of GJ 758 B. The lack of exploration of metal enrichment in model grids appears as a major limitation that prevents an accurate estimation of the companion physical parameters. The photometry of the new candidate companion is broadly consistent with L-type objects, but a second epoch with improved photometry is necessary to clarify its status. The new astrometry of GJ 758 B shows a significant proper motion since the last epoch. We use this result to improve the determination of the orbital characteristics using two fitting approaches: Least-Squares Monte Carlo and Markov chain Monte Carlo. We confirm the high-eccentricity of the orbit (peak at 0.5), and find a most likely semi-major axis of 46.05 AU. We also use our imaging data, as well as archival radial velocity data, to reject the possibility that this is a false positive effect created by an unseen, closer-in, companion. Finally, we analyze the sensitivity of our data to additional closer-in companions and reject the possibility of other massive brown dwarf companions down to 4-5 AU.
Abstract
International audience
Additional details
- URL
- https://hal.science/hal-01440124
- URN
- urn:oai:HAL:hal-01440124v1
- Origin repository
- UNICA