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First Detection of Orbital Motion for HD 106906 b: A Wide-separation Exoplanet on a Planet Nine–like Orbit
The Astronomical Journal ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-12-10 , DOI: 10.3847/1538-3881/abc012
Meiji M. Nguyen 1 , Robert J. De Rosa 2 , Paul Kalas 1, 3, 4
Affiliation  

HD 106906 is a 15 Myr old short-period (49 days) spectroscopic binary that hosts a wide-separation (737 au) planetary-mass ($\sim11\,M_{\rm Jup}$) common proper motion companion, HD 106906 b. Additionally, a circumbinary debris disk is resolved at optical and near-infrared wavelengths that exhibits a significant asymmetry at wide separations that may be driven by gravitational perturbations from the planet. In this study we present the first detection of orbital motion of HD 106906 b using Hubble Space Telescope images spanning a 14 yr period. We achieve high astrometric precision by cross-registering the locations of background stars with the Gaia astrometric catalog, providing the subpixel location of HD 106906 that is either saturated or obscured by coronagraphic optical elements. We measure a statistically significant $31.8\pm7.0$ mas eastward motion of the planet between the two most constraining measurements taken in 2004 and 2017. This motion enables a measurement of the inclination between the orbit of the planet and the inner debris disk of either $36_{-14}^{+27}$ deg or $44_{-14}^{+27}$ deg, depending on the true orientation of the orbit of the planet. There is a strong negative correlation between periastron and mutual inclination; orbits with smaller periastra are more misaligned with the disk plane. With a periastron of $510_{-320}^{+480}$ au, HD 106906 b is likely detached from the planetary region within 100 au radius, showing that a Planet Nine-like architecture can be established very early in the evolution of a planetary system.

中文翻译:

首次探测到 HD 106906 b 的轨道运动:一颗在类似九号行星的轨道上的大间距系外行星

HD 106906 是一个 15 Myr 旧的短周期(49 天)光谱双星,它承载着一个宽间距(737 au)行星质量($\sim11\,M_{\rm Jup}$)常见的自行运动伴星,HD 106906湾 此外,一个环绕双星的碎片盘在光学和近红外波长处被解析,在可能由行星引力扰动驱动的宽间隔处表现出显着的不对称性。在这项研究中,我们使用跨越 14 年的哈勃太空望远镜图像首次探测到 HD 106906 b 的轨道运动。我们通过将背景恒星的位置与 Gaia 天体测量目录进行交叉配准来实现高天体测量精度,提供 HD 106906 的亚像素位置,该位置被日冕光学元件饱和或遮蔽。我们测量了具有统计意义的 $31.8\pm7。0$ mas 在 2004 年和 2017 年进行的两次最具约束力的测量之间的行星向东运动。这种运动能够测量行星轨道与内部碎片盘之间的倾角 $36_{-14}^{+ 27}$ deg 或 $44_{-14}^{+27}$ deg,取决于行星轨道的真实方向。periastron 与相互倾角之间存在很强的负相关;具有较小 periastra 的轨道与磁盘平面更不对齐。具有 $510_{-320}^{+480}$ au 的近星体,HD 106906 b 很可能与半径 100 au 的行星区域分离,这表明可以在很早的演化过程中建立类似第九行星的架构一个行星系统。这种运动可以测量行星轨道与内部碎片盘之间的倾角为 $36_{-14}^{+27}$ deg 或 $44_{-14}^{+27}$ deg,具体取决于关于行星轨道的真实方向。periastron 与相互倾角之间存在很强的负相关;具有较小 periastra 的轨道与磁盘平面更不对齐。具有 $510_{-320}^{+480}$ au 的近星体,HD 106906 b 很可能与半径 100 au 的行星区域分离,这表明可以在很早的演化过程中建立类似第九行星的架构一个行星系统。这种运动可以测量行星轨道与内部碎片盘之间的倾角为 $36_{-14}^{+27}$ deg 或 $44_{-14}^{+27}$ deg,具体取决于关于行星轨道的真实方向。periastron 与相互倾角之间存在很强的负相关;具有较小 periastra 的轨道与磁盘平面更不对齐。具有 $510_{-320}^{+480}$ au 的近星体,HD 106906 b 很可能与半径 100 au 的行星区域分离,这表明可以在很早的演化过程中建立类似第九行星的架构一个行星系统。periastron 与相互倾角之间存在很强的负相关;具有较小 periastra 的轨道与磁盘平面更不对齐。具有 $510_{-320}^{+480}$ au 的近星体,HD 106906 b 很可能与半径 100 au 的行星区域分离,这表明可以在很早的演化过程中建立类似第九行星的架构一个行星系统。periastron 与相互倾角之间存在很强的负相关;具有较小 periastra 的轨道与磁盘平面更不对齐。具有 $510_{-320}^{+480}$ au 的近星体,HD 106906 b 很可能与半径 100 au 的行星区域分离,这表明可以在很早的演化过程中建立类似第九行星的架构一个行星系统。
更新日期:2020-12-10
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