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褐矮星和太阳系外行星

(引脚区,琼斯,卢卡斯,霍夫)

We lead a wide range of programmes to detect and characterise brown dwarfs and extrasolar planets. We have discovered a variety of record breaking low-temperature brown dwarfs and examples with unusual properties, and are one of only a few groups worldwide to discover nearby extrasolar planets. Our projects include: the detection and follow-up of brown dwarfs from the WISE, VISTA and PanSTARRS surveys, full exploitation of GAIA to characterise unusual brown dwarf benchmark systems, ultra-cool/planetary science with a catalogue of ~400,000 M dwarfs, spectral analysis using atmospheric retrieval, Bayesian modelling of radial velocities to find multiple exoplanet systems, and new techniques to find extrasolar planets using polarimetry to observe their reflected light. We have a variety of scientific objectives; a proper understanding of ultracool atmospheres (spanning the brown dwarf and giant planet regime), a full characterisation of Galactic brown dwarf populations (mass function, birth-rate, multiplicity and kinematics), and the discovery and characterisation of the full range of multiple planet systems and Earth analogues around different types of star.

褐矮星在大规模调查

集团建立在对褐矮星矿业的大规模调查的一个既定的遗产,狩猎最酷和最亲密的例子和研究大量的人口,以更好地了解亚恒星初始质量函数和出生率的历史,以及最酷的物理气氛。我们研究了升小矮人和ukidss最新牛逼相形见绌,而现在搜索明智用于Y矮星(TEFF<500K) and rare T dwarfs from older kinematic populations.

我们是第一个在中期,以确定一个意想不到的缺乏后期叔侏儒号码(与从打开簇群的期望),要么是高照明问题与最新的演化模型或从变化初始质量函数得到的。我们还发现LT过渡的所观察到的密度对象是一个因素〜2的上方的期望,这表明未解决的二进制分数可以更高跨过渡超过预期。我们已经发现示出特有的频谱的形态一个不寻常的Y0侏儒,并确定了由多数明智和ukidss揭示了第一厚盘/卤代吨相形见绌。

我们还利用通过适当的运动和视差的测量,以及pansstarrs vista的调查(尤其VVV)。我们力求以填充和研究典型的褐矮星和凉爽的巨行星像木星之间的画眉草政权,并通过更大的样本分析,更好地了解亚恒星质量范围内普遍存在的形成机制。

BR plot

L和T的测量空间密度之间的比较与模拟相形见绌,对于不同形式的IMF和子恒星出生率函数(来自马罗科等人。2015年截取)。

图片:ydwarf_evol.png
字幕:明智j0304的艺术印象,一个奇特ÿ侏儒由组发现(引脚区等人2014)。四阶段序列(左到右)示出此对象的可能的极端温度的变化。年轻的时候是一样热的明星,至少2800摄氏度的温度下闪亮约20万年前。经过约1亿年,它已冷却到1500摄氏度,并十亿年的温度大约为1000摄氏度。最后阶段是几十亿年后,当明智j0304-2705冷却至100-150摄氏度其当前行星温度。图片信贷:J-引脚区2014。

从盖亚和NIR基准褐矮星系统

(引脚区,卢卡斯,琼斯,执事,马罗科,burningham,史密斯)

不存在主序列氢燃烧引起褐矮冷却和褪色随着时间的推移,和物理性能,例如质量,半径,表面重力和金属性通常是难以确定。但褐矮在多个系统中,或作为移动团体的成员/集群可以更好地理解。年龄和这些“基准物体”的组合物可以从恒星联营的研究推断出,并确定这些褐矮一个范围的物理性能。我们识别和ukidss研究褐矮星的基准,UHS,SDSS,远景,明智和泛星计画,并且正在扩大我们的搜索充分利用盖亚。

盖亚的能力使我们能够大大提高音量,其中基准测试能找到(即许多千预计出来〜100件的距离),因此,我们的目标是与异常值属性中的最明显的例子 - 例如金属贫富,以及古老和年轻的例子。的充分理解和多样的基准褐矮星大样本将提供它们是为亚恒星域的完全理解的工具模型环境的严峻考验 - 褐矮星和巨的太阳系外行星。

Brown dwarf companion
在前景中的基准褐矮BD + 01 2920b(引脚区等人2012)的一个艺术家的印象,在后台其克型主星。我们的工作表明,恒星0.33%有如此广泛的褐矮星的同伴,大型标杆群体,其性能可以通过盖亚初选被告知提供的主要范围。图片信贷:J-。引脚区2014。

米小矮人和它们的行星系统

Planet hosting M dwarf stars are of particular interest, because orbiting planets have much stronger observational signatures around these small low-mass stars, particularly in the habitable zone which is closer in to these cool host stars. The group's M dwarf studies are built on our new M dwarf catalogues, constructed to (i) fully identify all bright M dwarfs, and (ii) reveal the well measured population of M dwarfs in SDSS/2MASS/WISE. We study these M dwarfs using high and low resolution spectroscopy to measure TEFF, surface gravity, activity and rotation. We constrain rotational inclination axis as a means to prioritise systems that may host transiting planets. We identify young M dwarfs with low surface gravity and rapid rotation, around which substellar companions (planets and brown dwarfs) will be brighter and potentially measured with adaptive optics imaging. We study widely separated multiple M dwarf systems whose coeval nature can be used to better understand M dwarf evolution and the influence of M dwarf planets on their hosts. We also carry out large sample analysis using multi-band photometry to identifies M dwarfs with MIR excess indicative of unresolved ultra-cool companions.

未来的任务搜索和研究过境从太空行星的帮助激励我们的研究项目。柏拉图将开展跨大片大片的天空,瞄准FGK和M矮星转变的研究。并提出任务来研究通过中转光谱外行星大气压(例如沙龙,闪烁),寻求亮米侏儒转变到获得对超级类的气氛的灵敏度。

Mdwarf excess selection
对于m的选择参数空间与可能未解决的同伴超级酷相形见绌,从我们的新〜40个万米相形见绌目录(Cook等人。2015年)。第j-W2颜色过量导出用于使用新的技术,该技术从对照样品是在光/ NIR“颜色类似的”定义“无过量基线颜色”每个m侏儒。全米侏儒目录的数密度被示为具有轮廓,和彩色缩放背景显示“改进因子” - 在于m小矮人有未解决的同伴超级酷概率的增加。图片信贷:N做饭,2015年。

Extra solar planet WTS-2b
在太阳系外的行星WTS-2b的艺术家的印象,一个热木星轨道附近周围冷星的潮汐破坏半径,通过birkby等人发现的。 (2014)作为初始ropacs训练网络(在呃通过引脚区导致)的一部分。图片信贷:J-引脚区2014。

使用气氛检索技术的褐矮星大气研究

褐矮和巨外行星的红外发射光谱可以通过温度的结构和在它们的大气吸收气体和云形。我们正在开发新的遥感手段解读这些信息,并显示温度,组成和空间我们的近邻的云架构,以及年轻(〜10-100马币岁)类似物木星正在直接这类新仪器成像作为双子植物成像器。通过对基准褐矮星系统校准这些工具,我们将致力于在我们的望远镜对这些气体巨头的整体性质探测的相对狭窄的海拔范围涉及大气成分。这是研究行星的气态巨行星人口的特性和来源的关键一步。

径向速度行星搜索

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Exoplanets
已知系外行星的质量周期分布(空心圆)和周围裸眼星级由我们的搜索(实心圆)发现最近发现的系统。虚线对应于太阳质量星的1米/秒RV振幅。 Ĵ,v和e示出木星,金星和地球的相应位置。 (托米等人,2011)

与HIPPI太阳系外行星的直接观察

Following the detection of extrasolar planets by the radial velocity method in the mid-1990s a global EFFort began to try and detect these planets directly. The radial velocity method pioneered by Mayor & Queloz and Marcy & Butler provides a great deal of information about planetary orbits, including the fact that many planets orbit very close to the parent star (which are known as "hot Jupiters"). However this indirect technique leaves an uncertainty in the mass of the planets and their orbital inclination, measuring only M.sin(i). It also provides no information about the composition of the planets themselves.

组数正试图通过直接观察使用高分辨率成像干涉挑选出微弱的同伴,或高分辨率光谱的反射光从使用所造成的多普勒效应引起的波长偏移行星区分外行星来解决这个问题。

在2002- 2004年, 由教授吉姆·霍构造planetpol领导的研究小组,具有足够的灵敏度的旋光仪检测分数极化信号在10 ^( - 6)水平,即0.0001%。这个仪器是大约2个数量级比在夜间天文学使用的先前光仪更敏感的,并且是能够从热木星行星轨道亮星检测反射光,从而提供他们的反照率是以上〜0.3。仪器(见右上画面)安装在2004 - 2006年威廉赫歇尔望远镜几个运行的卡塞格伦焦点并产生了许多出版物,例如通过测量向附近的亮星偏振映射本星际介质的结构。

planetpol从未成功探测系外行星,但它提供了强有力的证据表明,热木星是在红色的光波长相当暗的行星(一个结果,因为开普勒,其中发现反照率非常接近于零证实)。

自2013年起,这个故事一直延续着HIPPI,继任planetpol通过在新南威尔士大学的教授杰里米·贝利率领的团队建造的。既HIPPI和planetpol采用在低于大气湍流更高的频率下操作,以实现约光子噪声有限的灵敏度快速偏振调制器。 HIPPI已成功在英澳望远镜自2014工作作为访问者工具,并继续搜索来自热木星系统,现在在蓝色光波长的反射光,其中过渡行星HST /性病透射光谱表明反照率应该更高。卢卡斯博士和教授霍夫是HIPPI团队的成员,有助于HIPPI数据的分析,几个极化项目。从行星反射光的成功检测将使键反照率的测量和使光学特性,尺寸的确定和或许反射颗粒的组合物,在地球的大气层。

Mounted HIPPI
HIPPI其调试运行(2014年5月)中安装在盎格鲁澳天文台。