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TOI-503: The First Known Brown-dwarf Am-star Binary from the TESS Mission

Subjak, J. und Sharma, R. und Carmichael, T.W. und Johnson, M. C. und Gonzales, E.J. und Matthews, E. und Boffin, H. M. J. und Brahm, R. und Chaturvedi, P. und Chakraborty, A. und Ciardi, D.R. und Collins, K. A. und Esposito, M. und Fridlund, M. und Gan, T. und Gandolfi, D. und Garcia, R.A. und Guenther, E. und Hatzes, A. und Latham, D.W. und Mathis, S. und Persson, C. M. und Relles, H. und Schlieder, Joshua E. und Barclay, T. und Dressing, C.D. und Crossfield, Ian J.M. und Howard, A. W. und Rodler, F. und Zhou, G. und Quinn, Samuel N. und Esquerdo, G. A. und Calkins, M. L. und Berlind, P. und Stassun, Keivan G. und Blazek, M. und Skarka, M. und Spokova, M. und Zak, J und Albrecht, S. und Sobrino, Alonso und Beck, P. und Cabrera Perez, Juan und Carleo, I. und Cochran, W. D. und Csizmadia, Szilard und Fei, D und Deeg, H. und De Leon, J. und Eigmüller, Philipp und Endl, M und Erikson, A und Fukui, A. und Georgieva, I. und Gonzalez-Cuesta, Lucia und Grziwa, S. und Hidalgo, D. und Hirano, T. und Hjorth, Maria und Knudstrup, E. und Korth, J. und Lam, K. W. F. und Livingston, J. und Lund, M. N. und Luque, R. und Rodriguez, P.M. und Murgas, F. und Narita, N. und Nespral, D. und Niraula, P. und Nowak, G. und Palle, E. und Patzold, M und Prieto-Arranz, J. und Rauer, H und Redfield, Seth und Ribas, I. und Smith, A M S und Van Eylen, V. und Kabath, P. (2020) TOI-503: The First Known Brown-dwarf Am-star Binary from the TESS Mission. Astronomical Journal, 159 (4), Seite 151. American Astronomical Society. doi: 10.3847/1538-3881/ab7245. ISSN 0004-6256.

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2MB

Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ab7245

Kurzfassung

We report the discovery of an intermediate-mass transiting brown dwarf (BD), TOI-503b, from the TESS mission. TOI-503b is the first BD discovered by TESS, and it has circular orbit around a metallic-line A-type star with a period of P = 3.6772 ± 0.0001 days. The light curve from TESS indicates that TOI-503b transits its host star in a grazing manner, which limits the precision with which we measure the BD's radius ( ${R}_{b}={1.34}_{-0.15}^{+0.26}{R}_{{\rm{J}}} ). We obtained high-resolution spectroscopic observations with the FIES, Ondřejov, PARAS, Tautenburg, and TRES spectrographs, and measured the mass of TOI-503b to be Mb = 53.7 ± 1.2 ${M}_{{\rm{J}}} . The host star has a mass of M⋆ = 1.80 ± 0.06 M☉, a radius of R⋆ = 1.70 ± 0.05R☉, an effective temperature of Teff = 7650 ± 160 K, and a relatively high metallicity of 0.61 ± 0.07 dex. We used stellar isochrones to derive the age of the system to be ∼180 Myr, which places its age between that of RIK 72b (a ∼10 Myr old BD in the Upper Scorpius stellar association) and AD 3116b (a ∼600 Myr old BD in the Praesepe cluster). Given the difficulty in measuring the tidal interactions between BDs and their host stars, we cannot precisely say whether this BD formed in situ or has had its orbit circularized by its host star over the relatively short age of the system. Instead, we offer an examination of plausible values for the tidal quality factor for the star and BD. TOI-503b joins a growing number of known short-period, intermediate-mass BDs orbiting main-sequence stars, and is the second such BD known to transit an A star, after HATS-70b. With the growth in the population in this regime, the driest region in the BD desert ( $35\mbox{--}55{M}_{{\rm{J}}}\sin i ) is reforesting.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/137505/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:TOI-503: The First Known Brown-dwarf Am-star Binary from the TESS Mission
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
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
Sharma, R.Astronomy & Astrophysics Division, Physical Research Laboratory, Ahmedabad 380009, IndiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Carmichael, T.W.Harvard University, Cambridge, MA 02138, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Johnson, M. C.Department of Astronomy and McDonald Observatory, University of Texas at Austin, 2515 Speedway, Stop C1400, Austin, TX 78712, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gonzales, E.J.University of California, Santa Cruz, 1156 High Street, Santa Cruz CA 95065, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Matthews, E.Department of Physics, and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boffin, H. M. J.European Southern Observatory, Garching bei München, DENICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brahm, R.Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Adolfo Ibáñez, Av. Diagonal las Torres 2640, Peñalolén, Santiago, Chile; Millennium Institute for Astrophysics, ChileNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chaturvedi, P.Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Sternwarte 5, D-07778 Tautenburg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chakraborty, A.Astronomy & Astrophysics Division, Physical Research Laboratory, Ahmedabad 380009, IndiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ciardi, D.R.Caltech IPAC - NASA Exoplanet Science Institute 1200 E. California Ave, Pasadena, CA, 91125, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Collins, K. A.Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, 60 Garden Street, Cambridge, MA 02138, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Esposito, M.Thuringer Landessternwarte Tautenburg, Sternwarte 5, 07778, Tautenburg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fridlund, M.Department of Space, Earth and Environment, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, 439 92 Onsala, Sweden; Leiden Observatory, University of Leiden, PO Box 9513, 2300 RA Leiden, The NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gan, T.Physics Department and Tsinghua Centre for Astrophysics, Tsinghua University, Beijing 100084, People’s Republic of ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gandolfi, D.Dipartimento di Fisica, Universita di Torino, via P. Giuria 1, I-10125 Torino, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garcia, R.A.IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette, France; AIM, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, F-91191 Gif-sur-Yvette, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Guenther, E.Thueringer Landessternwarte Tautenburg, Sternwarte 5, D-07778 Tautenberg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hatzes, A.Thueringer Landessternwarte Tautenburg, Sternwarte 5, D-07778 Tautenberg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Latham, D.W.Center for Astrophysics ∣ Harvard & Smithsonian, 60 Garden Street, Cambridge, MA, 02138, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mathis, S.IRFU,CEA, univerite Paris-Saclay,F-91191 Gif-sur-Yvette, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Persson, C. M.Department of Space, Earth and Environment, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, 439 92 Onsala, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Relles, H.School of Physical Sciences, Centre for Astrophysics and Relativity, Dublin City University, Glasnevin, Dublin 9, IrelandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schlieder, Joshua E.NASA Goddard Space Flight Center, Exoplanets and Stellar Astrophysics Laboratory (Code 667), Greenbelt, MD, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barclay, T.NASA Goddard Space Flight Center, 8800 Greenbelt Rd, Greenbelt, MD, 20771, USA; University of Maryland, Baltimore County, 1000 Hilltop Cir, Baltimore, MD, 21250, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dressing, C.D.Astronomy Department, University of California, Berkeley, CA 94720, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Crossfield, Ian J.M.Department of Physics and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Howard, A. W.Department of Astronomy, California Institute of Technology, Pasadena, CA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rodler, F.Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, MA 02138, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhou, G.Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, 60 Garden St., Cambridge, MA 02138, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Quinn, Samuel N.Center for Astrophysics | Harvard and Smithsonian, Cambridge, MA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Esquerdo, G. A.Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, 60 Garden St, Cambridge, MA 02138, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Calkins, M. L.Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, 60 Garden St, Cambridge, MA 02138, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Berlind, P.Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, 60 Garden St, Cambridge, MA 02138, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stassun, Keivan G.Vanderbilt University, Department of Physics & Astronomy, 6301 Stevenson Center Lane, Nashville, TN 37235, US ; Fisk University, Department of Physics, 1000 17th Avenue North, Nashville, TN 37208, US 0000-0002-3481-9052NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Blazek, M.Astronomical Institute, Czech Academy of Sciences, Fričova 298, 251 65, Ondřejov, Czech RepublicNICHT 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
Spokova, M.Astronomical Institute, Czech Academy of Sciences, Fričova 298, 251 65, Ondřejov, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zak, JDepartment of Theoretical Physics and Astrophysics, Masaryk University, Kotlářská 2, 61137 Brno, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albrecht, S.Stellar Astrophysics Centre, Deparment of Physics and Astronomy, Aarhus University, Ny Munkegrade 120, 8000 Aarhus C, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sobrino, AlonsoInstituto de Astrofísica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Beck, P.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna (ULL), 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT 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, Stop C1400, Austin, TX 78712, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Csizmadia, Szilardszilard.csizmadia (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fei, DDepartment of Physics, and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Deeg, H.Instituto de Astrofisica de Canarias, 38205 La Laguna, Tenerife, Spain and Universidad de La Laguna, Dept. de Astrofısica, 38206 La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
De Leon, J.Department of Astronomy, Graduate School of Science, The University of Tokyo, Hongo 7-3-1, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eigmüller, PhilippPhilipp.Eigmueller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4096-0594NICHT SPEZIFIZIERT
Endl, MDepartment of Astronomy and McDonald Observatory, University of Texas at Austin, 2515 Speedway, Stop C1400, Austin, TX 78712, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Erikson, Aanders.erikson (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fukui, A.Okayama Astrophysical Observatory, National Astronomical Observatory of Japan, Asakuchi, 719-0232 Okayama,JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Georgieva, I.Department of Space, Earth and Environment, Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology, SE-439 92, Onsala, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gonzalez-Cuesta, LuciaInstituto de Astrofisica de Canarias, C/ Via Lactea s/n, E-38205 La Laguna, Spain ; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, E-38206 La Laguna, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grziwa, S.rheinisches institut furr umweltforschung an der universitaet zu koeln, aachener strasse 209, 50931 koeln, germanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hidalgo, D.Instituto de Astrofisica de Canarias, C/ Via Lactea s/n, 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hirano, T.Department of Earth and Planetary Sciences, Tokyo Institute of Technology, Meguro-ku, Tokyo, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hjorth, MariaStellar Astrophysics Centre, Dep. of Physics and Astronomy, Aarhus University, Ny Munkegade 120, DK-8000 Aarhus C, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Knudstrup, E.Institut for Physics, Karl-Franzens University of Graz, Universitätsplatz 5, A-8020 Graz, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Korth, J.Rheinisches Institut für Umweltforschung an der Universität zu Köln, Aachener Strasse 209, 50931 Köln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lam, K. W. F.Zentrum für Astronomie und Astrophysik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstr. 36, D-10623 Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Livingston, J.department of astronomy, the university of tokyo, 7-3-1 bunkyo-ku, tokyo 113-0033, japanNICHT 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
Rodriguez, P.M.Instituto de Astrofísica de Canarias, C/Vía Láctea s/n, E-38205 La Laguna, Spain; Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, E-38206 La Laguna, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Murgas, F.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna (ULL), 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Narita, N.Department of Astronomy, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nespral, D.Instituto de Astrofisica de Canarias, C/ Via Lactea s/n, 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Niraula, P.Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, MIT, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, MA 02139, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nowak, G.Instituto de Astrofisica de Canarias, C/ Via Lactea s/n, 38205, La Laguna, Tenerife, Spain; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna, 38206, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Palle, E.Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), 38205, La Laguna, Tenerife, Spain );; Departamento de Astrofisica, Universidad de La Laguna (ULL), 38206, La Laguna, Tenerife, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Patzold, MRheinisches Institut fur Umweltforschung, Abteilung Planetenforschung an der Universitat zu Koln, Aachener Strasse 209, 50931 Koln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Prieto-Arranz, J.instituto de astrofísica de canarias, 38205 la laguna, tenerife, spain | departamento de astrofisica, universidad de la laguna, 38206 la laguna, spainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rauer, Hheike.rauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Redfield, SethAstronomy Department and Van Vleck Observatory, Wesleyan University, Middletown, CT 06459, USA 0000-0003-3786-3486NICHT 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
Smith, A M Salexis.smith (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Van Eylen, V.Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, 4 Ivy Lane, Princeton, NJ 08544, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kabath, P.Astronomical Institute, Czech Academy of Sciences, Fricova 298, 25165, Ondrejov, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:April 2020
Erschienen in:Astronomical Journal
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:159
DOI:10.3847/1538-3881/ab7245
Seitenbereich:Seite 151
Verlag:American Astronomical Society
ISSN:0004-6256
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Brown dwarfs;Stellar ages;Am stars;Spectroscopy;Transit photometry;Radial velocity;Stellar rotation;Stellar astronomy
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 PLATO (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Extrasolare Planeten und Atmosphären
Institut für Planetenforschung > Leitungsbereich PF
Hinterlegt von: Csizmadia, Szilard
Hinterlegt am:16 Nov 2020 13:21
Letzte Änderung:16 Nov 2020 13:21

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