A search for variability in exoplanet analogues and low-gravity brown dwarfs - IRSTEA - Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (<b>anciennement Cemagref</b>) Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Année : 2019

A search for variability in exoplanet analogues and low-gravity brown dwarfs

Johanna M. Vos
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Beth A. Biller
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Mariangela Bonavita
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Simon Eriksson
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Michael C. Liu
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William M. J. Best
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Stanimir Metchev
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Jacqueline Radigan
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Katelyn N. Allers
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Markus Janson
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Esther Buenzli
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Trent J. Dupuy
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Elena Manjavacas
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Wolfgang Brandner
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Ian Crossfield
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Niall Deacon
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Thomas Henning
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Derek Homeier
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Taisiya Kopytova
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Joshua Schlieder
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Résumé

We report the results of a J-band survey for photometric variability in a sample of young, low-gravity objects using the New Technology Telescope (NTT) and the United Kingdom Infrared Telescope (UKIRT). Surface gravity is a key parameter in the atmospheric properties of brown dwarfs and this is the first large survey that aims to test the gravity dependence of variability properties. We do a full analysis of the spectral signatures of youth and assess the group membership probability of each target using membership tools from the literature. This results in a 30 object sample of young low-gravity brown dwarfs. Since we are lacking in objects with spectral types later than L9, we focus our statistical analysis on the L0-L8.5 objects. We find that the variability occurrence rate of L0-L8.5 low-gravity brown dwarfs in this survey is 30^{+16}_{-8}{{ per cent}}. We reanalyse the results of Radigan (2014) and find that the field dwarfs with spectral types L0-L8.5 have a variability occurrence rate of 11^{+13}_{-4}{{ per cent}}. We determine a probability of 98{{ per cent}} that the samples are drawn from different distributions. This is the first quantitative indication that the low-gravity objects are more likely to be variable than the field dwarf population. Furthermore, we present follow-up JS and KS observations of the young, planetary-mass variable object PSO 318.5-22 over three consecutive nights. We find no evidence of phase shifts between the JS and KS bands and find higher JS amplitudes. We use the JS light curves to measure a rotational period of 8.45 ± 0.05 h for PSO 318.5-22.
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Citer

Johanna M. Vos, Beth A. Biller, Mariangela Bonavita, Simon Eriksson, Michael C. Liu, et al.. A search for variability in exoplanet analogues and low-gravity brown dwarfs. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2019, 483, pp.480-502. ⟨10.1093/mnras/sty3123⟩. ⟨insu-03704141⟩
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