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Speckle Observations of TESS Exoplanet Host Stars. II. Stellar Companions at 1–1000 au and Implications for Small Planet Detection
The Astronomical Journal ( IF 5.1 ) Pub Date : 2021-07-29 , DOI: 10.3847/1538-3881/ac0d06
Kathryn V. Lester 1 , Rachel A. Matson 2 , Steve B. Howell 1 , Elise Furlan 3 , Crystal L. Gnilka 1 , Nicholas J. Scott 1 , David R. Ciardi 3 , Mark E. Everett 4 , Zachary D. Hartman 5, 6 , Lea A. Hirsch 7
Affiliation  

We present high-angular-resolution imaging observations of 517 host stars of TESS exoplanet candidates using the ‘Alopeke and Zorro speckle cameras at Gemini North and South. The sample consists mainly of bright F, G, K stars at distances of less than 500 pc. Our speckle observations span angular resolutions of ∼20 mas out to 1.″2, yielding spatial resolutions of <10–500 au for most stars, and our contrast limits can detect companion stars 5–9 mag fainter than the primary at optical wavelengths. We detect 102 close stellar companions and determine the separation, magnitude difference, mass ratio, and estimated orbital period for each system. Our observations of exoplanet host star binaries reveal that they have wider separations than field binaries, with a mean orbital semimajor axis near 100 au. Other imaging studies have suggested this dearth of very closely separated binaries in systems which host exoplanets, but incompleteness at small separations makes it difficult to disentangle unobserved companions from a true lack of companions. With our improved angular resolution and sensitivity, we confirm that this lack of close exoplanet host binaries is indeed real. We also search for a correlation between planetary orbital radii versus binary star separation; but, given the very short orbital periods of the TESS planets, we do not find any clear trend. We do note that in exoplanet systems containing binary host stars, there is an observational bias against detecting Earth-size planet transits due to transit depth dilution caused by the companion star.



中文翻译:

TESS系外行星宿主恒星的斑点观测。二、1-1000 au 处的恒星伴星及其对小行星探测的影响

我们使用北双子座和南双子座的“Alopeke 和 Zorro 散斑相机”对 517 颗 TESS 系外行星候选主星进行了高角分辨率成像观测。样本主要由距离小于 500 pc 的明亮的 F、G、K 星组成。我们的散斑观测跨越了 ∼20 mas 到 1.″2 的角分辨率,对大多数恒星产生 <10-500 au 的空间分辨率,我们的对比度极限可以检测到比主星在光学波长下暗 5-9 mag 的伴星。我们探测到 102 个近距离恒星伴星,并确定每个系统的间隔、星等差异、质量比和估计的轨道周期。我们对系外行星宿主恒星双星的观察表明,它们比场双星具有更宽的间隔,平均轨道半长轴接近 100 au。其他成像研究表明,在拥有系外行星的系统中缺乏非常紧密分离的双星,但小间距的不完整性使得很难将未观察到的伴星与真正缺乏伴星分开。随着我们改进的角分辨率和灵敏度,我们确认缺乏近距离系外行星宿主双星确实是真实存在的。我们还寻找行星轨道半径与双星分离之间的相关性;但是,鉴于苔丝行星的轨道周期非常短,我们没有发现任何明显的趋势。我们确实注意到,在包含双主星的系外行星系统中,由于伴星引起的凌日深度稀释,存在观测偏差,不利于探测地球大小的行星凌日。但是小间距的不完整性使得很难将未观察到的同伴与真正缺乏同伴分开。随着我们改进的角分辨率和灵敏度,我们确认缺乏近距离系外行星宿主双星确实是真实存在的。我们还寻找行星轨道半径与双星分离之间的相关性;但是,鉴于苔丝行星的轨道周期非常短,我们没有发现任何明显的趋势。我们确实注意到,在包含双主星的系外行星系统中,由于伴星引起的凌日深度稀释,存在观测偏差,不利于探测地球大小的行星凌日。但是小间距的不完整性使得很难将未观察到的同伴与真正缺乏同伴分开。随着我们改进的角分辨率和灵敏度,我们确认缺乏近距离系外行星宿主双星确实是真实存在的。我们还寻找行星轨道半径与双星分离之间的相关性;但是,鉴于苔丝行星的轨道周期非常短,我们没有发现任何明显的趋势。我们确实注意到,在包含双主星的系外行星系统中,由于伴星引起的凌日深度稀释,存在观测偏差,不利于探测地球大小的行星凌日。我们确认,缺乏近距离系外行星宿主双星确实是真实存在的。我们还寻找行星轨道半径与双星分离之间的相关性;但是,鉴于苔丝行星的轨道周期非常短,我们没有发现任何明显的趋势。我们确实注意到,在包含双主星的系外行星系统中,由于伴星引起的凌日深度稀释,存在观测偏差,不利于探测地球大小的行星凌日。我们确认,缺乏近距离系外行星宿主双星确实是真实存在的。我们还寻找行星轨道半径与双星分离之间的相关性;但是,鉴于苔丝行星的轨道周期非常短,我们没有发现任何明显的趋势。我们确实注意到,在包含双主星的系外行星系统中,由于伴星引起的凌日深度稀释,存在观测偏差,不利于探测地球大小的行星凌日。

更新日期:2021-07-29
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