The Orbit and Transit Prospects for β Pictoris b Constrained with One Milliarcsecond Astrometry - INSU - Institut national des sciences de l'Univers Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue The Astronomical Journal Année : 2016

The Orbit and Transit Prospects for β Pictoris b Constrained with One Milliarcsecond Astrometry

Jason J. Wang
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James R. Graham
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Laurent Pueyo
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Paul Kalas
Maxwell A. Millar-Blanchaer
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Jean-Baptiste Ruffio
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Robert J. de Rosa
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S. Mark Ammons
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Pauline Arriaga
Vanessa P. Bailey
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Travis S. Barman
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Joanna Bulger
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Adam S. Burrows
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Andrew Cardwell
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Christine H. Chen
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Jeffrey K. Chilcote
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Tara Cotten
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Michael P. Fitzgerald
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Katherine B. Follette
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René Doyon
Alexandra Z. Greenbaum
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Pascale Hibon
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Li-Wei Hung
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Patrick Ingraham
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Jérôme Maire
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Franck Marchis
Mark S. Marley
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Christian Marois
Stanimir Metchev
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Eric L. Nielsen
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Rebecca Oppenheimer
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David W. Palmer
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Jenny Patience
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Marshall D. Perrin
Lisa A. Poyneer
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Julien Rameau
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Fredrik T. Rantakyrö
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Dmitry Savransky
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Anand Sivaramakrishnan
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Inseok Song
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Remi Soummer
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Sandrine Thomas
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Gautam Vasisht
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David Vega
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J. Kent Wallace
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Kimberly Ward-Duong
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Sloane J. Wiktorowicz
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Schuyler G. Wolff
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Résumé

A principal scientific goal of the Gemini Planet Imager (GPI) is obtaining milliarcsecond astrometry to constrain exoplanet orbits. However, astrometry of directly imaged exoplanets is subject to biases, systematic errors, and speckle noise. Here, we describe an analytical procedure to forward model the signal of an exoplanet that accounts for both the observing strategy (angular and spectral differential imaging) and the data reduction method (Karhunen-Loève Image Projection algorithm). We use this forward model to measure the position of an exoplanet in a Bayesian framework employing Gaussian processes and Markov-chain Monte Carlo to account for correlated noise. In the case of GPI data on β Pic b, this technique, which we call Bayesian KLIP-FM Astrometry (BKA), outperforms previous techniques and yields 1σ errors at or below the one milliarcsecond level. We validate BKA by fitting a Keplerian orbit to 12 GPI observations along with previous astrometry from other instruments. The statistical properties of the residuals confirm that BKA is accurate and correctly estimates astrometric errors. Our constraints on the orbit of β Pic b firmly rule out the possibility of a transit of the planet at 10-σ significance. However, we confirm that the Hill sphere of β Pic b will transit, giving us a rare chance to probe the circumplanetary environment of a young, evolving exoplanet. We provide an ephemeris for photometric monitoring of the Hill sphere transit event, which will begin at the start of April in 2017 and finish at the end of January in 2018.

Dates et versions

insu-03691493 , version 1 (09-06-2022)

Identifiants

Citer

Jason J. Wang, James R. Graham, Laurent Pueyo, Paul Kalas, Maxwell A. Millar-Blanchaer, et al.. The Orbit and Transit Prospects for β Pictoris b Constrained with One Milliarcsecond Astrometry. The Astronomical Journal, 2016, 152, ⟨10.3847/0004-6256/152/4/97⟩. ⟨insu-03691493⟩
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