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Greening of the brown-dwarf desert. EPIC 212036875b: a 51 MJ object in a 5-day orbit around an F7 V star

Persson, C.M. und Csizmadia, Szilard und Mustill, A.J. und Fridlund, M. und Hatzes, A.P. und Nowak, G. und Georgieva, I. und Gandolfi, D. und Davies, M.B. und Livingston, J.H. und Palle, E. und Montañes Rodríguez, P. und Endl, M. und Hirano, T. und Prieto-Arranz, J. und Korth, J. und Grziwa, S. und Esposito, M. und Albrecht, S. und Johnson, M.C. und Barragán, O. und Parviainen, H. und Van Eylen, V. und Alonso Sobrino, R. und Beck, P.G. und Cabrera Perez, Juan und Carleo, I. und Cochran, W.D. und Dai, F. und Deeg, H.J. und de Leon, J.P. und Eigmüller, Philipp und Erikson, A und Fukui, A. und González-Cuesta, L. und Guenther, E.W. und Hidalgo, D. und Hjorth, M. und Kabath, P. und Knudstrup, E. und Kusakabe, N. und Lam, K.W.F. und Lund, M.N. und Luque, R. und Mathur, S. und Murgas, F. und Narita, N. und Nespral, D. und Niraula, P. und Olofsson, A.O.H. und Pätzold, M. und Rauer, H und Redfield, S. und Ribas, I. und Skarka, M. und Smith, Alexis und Subjak, J. und Tamura, M. (2019) Greening of the brown-dwarf desert. EPIC 212036875b: a 51 MJ object in a 5-day orbit around an F7 V star. Astronomy & Astrophysics, 628, A64. EDP Sciences. doi: 10.1051/0004-6361/201935505. ISSN 0004-6361.

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Kurzfassung

Context. Although more than 2000 brown dwarfs have been detected to date, mainly from direct imaging, their characterisation is difficult due to their faintness and model-dependent results. In the case of transiting brown dwarfs, however, it is possible to make direct high-precision observations. Aims: Our aim is to investigate the nature and formation of brown dwarfs by adding a new well-characterised object, in terms of its mass, radius and bulk density, to the currently small sample of less than 20 transiting brown dwarfs. Methods: One brown dwarf candidate was found by the KESPRINT consortium when searching for exoplanets in the K2 space mission Campaign 16 field. We combined the K2 photometric data with a series of multicolour photometric observations, imaging, and radial velocity measurements to rule out false positive scenarios and to determine the fundamental properties of the system. Results: We report the discovery and characterisation of a transiting brown dwarf in a 5.17-day eccentric orbit around the slightly evolved F7 V star EPIC 212036875. We find a stellar mass of 1.15 &#177; 0.08 M&sun;, a stellar radius of 1.41 &#177; 0.05 R&sun;, and an age of 5.1 &#177; 0.9 Gyr. The mass and radius of the companion brown dwarf are 51 &#177; 2 MJ and 0.83 &#177; 0.03 RJ, respectively, corresponding to a mean density of 108-13+15 g cm-3. Conclusions: EPIC 212036875 b is a rare object that resides in the brown-dwarf desert. In the mass-density diagram for planets, brown dwarfs, and stars, we find that all giant planets and brown dwarfs follow the same trend from 0.3 MJ to the turn-over to hydrogen burning stars at 73 MJ. EPIC 212036875 b falls close to the theoretical model for mature H/He dominated objects in this diagram as determined by interior structure models. We argue that EPIC 212036875 b formed via gravitational disc instabilities in the outer part of the disc, followed by a quick migration. Orbital tidal circularisation may have started early in its history for a brief period when the brown dwarf's radius was larger. The lack of spin-orbit synchronisation points to a weak stellar dissipation parameter (Q*' &gsim; 108), which implies a circularisation timescale of &gsim;23 Gyr, or suggests an interaction between the magnetic and tidal forces of the star and the brown dwarf. Table 2 is only available at the CDS via anonymous ftp to <A href="http://cdsarc.u-strasbg.fr">http://cdsarc.u-strasbg.fr (ftp://130.79.128.5) or via <A href="http://cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/qcat?J/A+A/628/A64">http://cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/qcat?J/A+A/628/A64This work is done under the framework of the KESPRINT collaboration (<A href="http://kesprint.science">http://kesprint.science). KESPRINT is an international consortium devoted to the characterisation and research of exoplanets discovered with space-based missions. Associated Articles Source&#160;Paper&#160;&#160;&#160;&#160; Catalog&#160;Description&#160;&#160;&#160;&#160;

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/129157/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Greening of the brown-dwarf desert. EPIC 212036875b: a 51 MJ object in a 5-day orbit around an F7 V star
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Persson, C.M.Department of Space, Earth and Environment, Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology, SE-439 92, Onsala, Sweden. );Department of Space, Earth and Environment, Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology, SE-439 92, OnsalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Csizmadia, Szilardszilard.csizmadia (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mustill, A.J.Lund Observatory, Department of Astronomy &#38; Theoretical Physics, Lund University, Box 43, SE-221 00, Lund, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fridlund, M.Department of Space, Earth and Environment, Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology, SE-439 92, Onsala, Sweden; Leiden Observatory, University of Leiden, PO Box 9513, 2300 RA, Leiden, The NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hatzes, A.P.Thuringer Landessternwarte Tautenburg, 07778, Tautenburg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nowak, G.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Georgieva, I.Department of Space, Earth and Environment, Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology, SE-439 92, Onsala, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gandolfi, D.Dipartimento di Fisica, Universita di Torino, Via Pietro Giuria 1, 10125, Torino, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Davies, M.B.Lund Observatory, Department of Astronomy &#38; Theoretical Physics, Lund University, Box 43, SE-221 00, Lund, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Livingston, J.H.Department of Astronomy, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, 113-0033, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Palle, E.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Montañes Rodríguez, P.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Endl, M.Department of Astronomy and McDonald Observatory, University of Texas at Austin, 2515 Speedway, Austin, TX, 78712, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hirano, T.Department of Earth and Planetary Sciences, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1 Ookayama, Meguro-ku, Tokio, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Prieto-Arranz, J.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Korth, J.Rheinisches Institut fur Umweltforschung an der Universitat zu Koln, Aachener Strasse 209, 50931, Koln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grziwa, S.Rheinisches Institut fur Umweltforschung an der Universitat zu Koln, Aachener Strasse 209, 50931, Koln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Esposito, M.Thuringer Landessternwarte Tautenburg, 07778, Tautenburg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albrecht, S.Stellar Astrophysics Centre, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Ny Munkegade 120, 8000, Aarhus C, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Johnson, M.C.Department of Astronomy, The Ohio State University, 140 West 18th Ave., Columbus, OH, 43210, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barragán, O.Dipartimento di Fisica, Universita di Torino, Via Pietro Giuria 1, 10125, Torino, Italy; Sub-department of Astrophysics, Department of Physics, University of Oxford, Oxford, OX1 3RH, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Parviainen, H.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Van Eylen, V.Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, 4 Ivy Lane, Princeton, NJ, 08544, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alonso Sobrino, R.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Beck, P.G.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, Spain; Institute fur Physik, Geophysik, Astrophysik und Meteorologie, Karl-Franzens UniversitNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cabrera Perez, JuanJuan.Cabrera (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6653-5487NICHT SPEZIFIZIERT
Carleo, I.Astronomy Department and Van Vleck Observatory, Wesleyan University, Middletown, CT, 06459, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cochran, W.D.Department of Astronomy and McDonald Observatory, University of Texas at Austin, 2515 Speedway, Austin, TX, 78712, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dai, F.Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, 4 Ivy Lane, Princeton, NJ, 08544, USA; Department of Physics and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, MIT, Cambridge, MA, 02139, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Deeg, H.J.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
de Leon, J.P.Department of Astronomy, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, 113-0033, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eigmüller, PhilippPhilipp.Eigmueller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4096-0594NICHT SPEZIFIZIERT
Erikson, Aanders.erikson (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fukui, A.National Astronomical Observatory of Japan, NINS, 2-21-1 Osawa, Mitaka, Tokyo, 181-8588, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
González-Cuesta, L.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Guenther, E.W.Thuringer Landessternwarte Tautenburg, 07778, Tautenburg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hidalgo, D.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hjorth, M.Stellar Astrophysics Centre, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Ny Munkegade 120, 8000, Aarhus C, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kabath, P.Astronomical Institute, Czech Academy of Sciences, Fricova 298, 25165, Ondrejov, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Knudstrup, E.Stellar Astrophysics Centre, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Ny Munkegade 120, 8000, Aarhus C, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kusakabe, N.National Astronomical Observatory of Japan, NINS, 2-21-1 Osawa, Mitaka, Tokyo, 181-8588, Japan; Astrobiology Center, NINS, 2-21-1 Osawa, Mitaka, Tokyo, 181-8588, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lam, K.W.F.Center for Astronomy and Astrophysics, TU Berlin, Hardenbergstr. 36, 10623, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lund, M.N.Stellar Astrophysics Centre, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Ny Munkegade 120, 8000, Aarhus C, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Luque, R.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mathur, S.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Murgas, F.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Narita, N.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Department of Astronomy, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, 113-0033, Japan; National Astronomical Observatory of Japan, NINS, 2-21-1 Osawa, Mitaka, Tokyo,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nespral, D.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Niraula, P.Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, MIT, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, MA, 02139, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Olofsson, A.O.H.Department of Space, Earth and Environment, Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology, SE-439 92, Onsala, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pätzold, M.Rheinisches Institut fur Umweltforschung an der Universitat zu Koln, Aachener Strasse 209, 50931, Koln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rauer, Hheike.rauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Redfield, S.Astronomy Department and Van Vleck Observatory, Wesleyan University, Middletown, CT, 06459, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ribas, I.Institut de Ciencies de l'Espai (ICE, CSIC), Campus UAB,C/ de Can Magrans s/n, 08193, Bellaterra, Spain; Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), C/ Gran Capita 2-4, 08034, Barcelona, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Skarka, M.Astronomical Institute, Czech Academy of Sciences, Fricova 298, 25165, Ondrejov, Czech Republic; Department of Theoretical Physics and Astrophysics, Masaryk University, Kotlarska 2, 61137, Brno, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Smith, AlexisAlexis.Smith (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2386-4341NICHT SPEZIFIZIERT
Subjak, J.Astronomical Institute, Czech Academy of Sciences, Fricova 298, 25165, Ondrejov, Czech Republic; Astronomical Institute, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University, Ke Karlovu 2027/3, 12116, Prague, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tamura, M.Department of Astronomy, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, 113-0033, Japan; National Astronomical Observatory of Japan, NINS, 2-21-1 Osawa, Mitaka, Tokyo, 181-8588, Japan; Astrobiology Center, NINS, 2-21-1 Osawa, Mitaka, Tokyo, 181-8NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Erschienen in:Astronomy & Astrophysics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:628
DOI:10.1051/0004-6361/201935505
Seitenbereich:A64
Verlag:EDP Sciences
ISSN:0004-6361
Status:veröffentlicht
Stichwörter:planetary systems, stars: fundamental parameters, stars: individual: EPIC 212036875, techniques: photometric, techniques: radial velocities
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt COROT Beteiligung (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Extrasolare Planeten und Atmosphären
Institut für Planetenforschung > Leitungsbereich PF
Hinterlegt von: Smith, Dr Alexis M S
Hinterlegt am:30 Sep 2019 14:08
Letzte Änderung:28 Mär 2023 23:54

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