Characterizing 51 Eri b from 1 to 5 μm: A Partly Cloudy Exoplanet
Abhijith Rajan
,
Julien Rameau
,
Robert J. de Rosa
,
Mark S. Marley
,
James R. Graham
,
Bruce Macintosh
,
Christian Marois
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Caroline Morley
,
Jennifer Patience
,
Laurent Pueyo
,
Didier Saumon
,
Kimberly Ward-Duong
,
S. Mark Ammons
,
Pauline Arriaga
,
Vanessa P. Bailey
,
Travis Barman
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Joanna Bulger
,
Adam S. Burrows
,
Jeffrey Chilcote
,
Tara Cotten
,
Ian Czekala
,
Rene Doyon
,
Gaspard Duchêne
(1)
,
Thomas M. Esposito
,
Michael P. Fitzgerald
,
Katherine B. Follette
,
Jonathan J. Fortney
,
Stephen J. Goodsell
,
Alexandra Z. Greenbaum
,
Pascale Hibon
,
Li-Wei Hung
,
Patrick Ingraham
,
Mara Johnson-Groh
,
Paul Kalas
,
Quinn Konopacky
,
David Lafrenière
,
James E. Larkin
,
Jérôme Maire
,
Franck Marchis
,
Stanimir Metchev
,
Maxwell A. Millar-Blanchaer
,
Katie M. Morzinski
,
Eric L. Nielsen
,
Rebecca Oppenheimer
,
David Palmer
,
Rahul I. Patel
,
Marshall Perrin
,
Lisa Poyneer
,
Fredrik T. Rantakyrö
,
Jean-Baptiste Ruffio
,
Dmitry Savransky
,
Adam C. Schneider
,
Anand Sivaramakrishnan
,
Inseok Song
,
Rémi Soummer
,
Sandrine Thomas
,
Gautam Vasisht
,
J. Kent Wallace
,
Jason J. Wang
,
Sloane Wiktorowicz
,
Schuyler Wolff
Abhijith Rajan
- Fonction : Auteur
Julien Rameau
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Robert J. de Rosa
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Mark S. Marley
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James R. Graham
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Bruce Macintosh
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- PersonId : 785588
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Christian Marois
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- PersonId : 785586
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Caroline Morley
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Jennifer Patience
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Laurent Pueyo
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Didier Saumon
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Kimberly Ward-Duong
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Pauline Arriaga
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Vanessa P. Bailey
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Travis Barman
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Joanna Bulger
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Adam S. Burrows
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Jeffrey Chilcote
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Tara Cotten
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Ian Czekala
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Rene Doyon
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Gaspard Duchêne
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Thomas M. Esposito
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Katherine B. Follette
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Stephen J. Goodsell
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Alexandra Z. Greenbaum
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Pascale Hibon
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Patrick Ingraham
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Paul Kalas
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Quinn Konopacky
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David Lafrenière
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James E. Larkin
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Jérôme Maire
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Stanimir Metchev
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Maxwell A. Millar-Blanchaer
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Katie M. Morzinski
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Eric L. Nielsen
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Rebecca Oppenheimer
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David Palmer
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Rahul I. Patel
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Lisa Poyneer
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Fredrik T. Rantakyrö
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Jean-Baptiste Ruffio
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Dmitry Savransky
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Anand Sivaramakrishnan
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Rémi Soummer
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Sandrine Thomas
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Gautam Vasisht
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J. Kent Wallace
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Jason J. Wang
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Sloane Wiktorowicz
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Schuyler Wolff
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Résumé
We present spectrophotometry spanning 1-5 μm of 51 Eridani b, a 2-10 {M}{Jup} planet discovered by the Gemini Planet Imager Exoplanet Survey. In this study, we present new K1 (1.90-2.19 μm) and K2 (2.10-2.40 μm) spectra taken with the Gemini Planet Imager as well as an updated L P (3.76 μm) and new M S (4.67 μm) photometry from the NIRC2 Narrow camera. The new data were combined with J (1.13-1.35 μm) and H (1.50-1.80 μm) spectra from the discovery epoch with the goal of better characterizing the planet properties. The 51 Eri b photometry is redder than field brown dwarfs as well as known young T-dwarfs with similar spectral type (between T4 and T8), and we propose that 51 Eri b might be in the process of undergoing the transition from L-type to T-type. We used two complementary atmosphere model grids including either deep iron/silicate clouds or sulfide/salt clouds in the photosphere, spanning a range of cloud properties, including fully cloudy, cloud-free, and patchy/intermediate-opacity clouds. The model fits suggest that 51 Eri b has an effective temperature ranging between 605 and 737 K, a solar metallicity, and a surface gravity of log(g) = 3.5-4.0 dex, and the atmosphere requires a patchy cloud atmosphere to model the spectral energy distribution (SED). From the model atmospheres, we infer a luminosity for the planet of -5.83 to -5.93 ({log}L/{L}⊙ ), leaving 51 Eri b in the unique position of being one of the only directly imaged planets consistent with having formed via a cold-start scenario. Comparisons of the planet SED against warm-start models indicate that the planet luminosity is best reproduced by a planet formed via core accretion with a core mass between 15 and 127 {M}\oplus .