New mid-infrared imaging constraints on companions and protoplanetary disks around six young stars
Notice bibliographique
Résumé
Context. Mid-infrared (mid-IR) imaging traces the sub-micron and micron-sized dust grains in protoplanetary disks and it offers constraints on the geometrical properties of the disks and potential companions, particularly if those companions have circumplanetary disks. Aims. We use the VISIR instrument and its upgrade NEAR on the VLT to take new mid-IR images of five (pre-)transition disks and one circumstellar disk with proposed planets and obtain the deepest resolved mid-IR observations to date in order to put new constraints on the sizes of the emitting regions of the disks and the presence of possible companions. Methods. We derotated and stacked the data to find the disk properties. Where available, we compare the data to PRODIMO (Protoplanetary Disk Model) radiation thermo-chemical models to achieve a deeper understanding of the underlying physical processes within the disks. We applied the circularised point spread function subtraction method to find upper limits on the fluxes of possible companions and model companions with circumplanetary disks. Results. We resolved three of the six disks and calculated position angles, inclinations, and (upper limits to) sizes of emission regions in the disks, improving upper limits on two of the unresolved disks. In all cases the majority of the mid-IR emission comes from small inner disks or the hot inner rims of outer disks. We refined the existing PRODIMO HD 100546 model spectral energy distribution (SED) fit in the mid-IR by increasing the PAH abundance relative to the ISM, adopting coronene as the representative PAH, and increasing the outer cavity radius to 22.3 AU. We produced flux estimates for putative planetary-mass companions and circumplanetary disks, ruling out the presence of planetary-mass companions with L > 0.0028 L⊙ for a > 180 AU in the HD 100546 system. Upper limits of 0.5–30 mJy are obtained at 8–12 μm for potential companions in the different disks. We rule out companions with L > 10−2 L⊙ for a > 60 AU in TW Hydra, a > 110 AU in HD 169142, a > 150 AU in HD 163296, and a > 160 AU in HD 36112. Conclusions. The mid-IR emission comes from the central regions and traces the inner areas of the disks, including inner disks and inner rims of outer disks. Planets with mid-IR luminosities corresponding to a runaway accretion phase can be excluded from the HD 100546, HD 169142, TW Hydra, and HD 36112 systems at separations >1′′. We calculated an upper limit to the occurrence rate of wide-orbit massive planets with circumplanetary disks of 6.2% (68% confidence). Future observations with METIS on the ELT will be able to achieve a factor of 10 better sensitivity with a factor of five better spatial resolution. MIRI on JWST will be able to achieve 250 times better sensitivity. Both will possibly detect the known companions to all six targets.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».