Direct Imaging of the HD 35841 Debris Disk: A Polarized Dust Ring from Gemini Planet Imager and an Outer Halo from HST /STIS
Thomas M. Esposito
(1)
,
Gaspard Duchene
(1, 2)
,
Paul Kalas
(3, 4)
,
Malena Rice
(1)
,
Elodie Choquet
(5, 6)
,
Bin Ren
(7, 8)
,
Marshall Perrin
(8)
,
Christine H Chen
(8)
,
Pauline Arriaga
(9)
,
Eugene Chiang
(10)
,
Eric L Nielsen
(4, 11)
,
James R Graham
(1)
,
Jason J Wang
(1)
,
Robert J de Rosa
(1)
,
Katherine B Follette
(11, 12)
,
S. Mark Ammons
,
Megan Ansdell
(1)
,
Vanessa P Bailey
,
Travis Barman
,
Juan Sebastián Bruzzone
,
Joanna Bulger
,
Jeffrey Chilcote
,
Tara Cotten
,
Rene Doyon
,
Michael P Fitzgerald
,
Stephen J Goodsell
,
Alexandra Z Greenbaum
,
Pascale Hibon
(13)
,
Li-Wei Hung
,
Patrick Ingraham
,
Quinn Konopacky
,
James E Larkin
,
Bruce Macintosh
,
Jérôme Maire
(14)
,
Franck Marchis
,
Christian Marois
,
Johan Mazoyer
,
Stanimir Metchev
,
Maxwell A Millar-Blanchaer
,
Rebecca Oppenheimer
,
David Palmer
,
Jennifer Patience
,
Lisa Poyneer
,
Laurent Pueyo
(8)
,
Abhijith Rajan
(15)
,
Julien Rameau
,
Fredrik T Rantakyrö
,
Dominic Ryan
,
Dmitry Savransky
,
Adam C Schneider
,
Anand Sivaramakrishnan
(8)
,
Inseok Song
,
Rémi Soummer
(8)
,
Sandrine Thomas
,
J. Kent Wallace
,
Kimberly Ward-Duong
,
Sloane Wiktorowicz
,
Schuyler Wolff
1
LBNL -
Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley]
2 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
3 Department of Mathematics [Berkeley]
4 SETI - Search for Extraterrestrial Intelligence Institute
5 Caltech Department of Astronomy [Pasadena]
6 JPL - Jet Propulsion Laboratory
7 JHU - Johns Hopkins University
8 STSci - Space Telescope Science Institute
9 Department of Physics and Astronomy [UCLA, Los Angeles]
10 EPS - Department of Earth and Planetary Science [UC Berkeley]
11 KIPAC - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
12 Physics and Astronomy Department, Amherst College
13 ESO - European Southern Observatory [Santiago]
14 LUAN - Laboratoire Universitaire d'Astrophysique de Nice
15 ASU - Arizona State University [Tempe]
2 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
3 Department of Mathematics [Berkeley]
4 SETI - Search for Extraterrestrial Intelligence Institute
5 Caltech Department of Astronomy [Pasadena]
6 JPL - Jet Propulsion Laboratory
7 JHU - Johns Hopkins University
8 STSci - Space Telescope Science Institute
9 Department of Physics and Astronomy [UCLA, Los Angeles]
10 EPS - Department of Earth and Planetary Science [UC Berkeley]
11 KIPAC - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
12 Physics and Astronomy Department, Amherst College
13 ESO - European Southern Observatory [Santiago]
14 LUAN - Laboratoire Universitaire d'Astrophysique de Nice
15 ASU - Arizona State University [Tempe]
Paul Kalas
- Fonction : Auteur
- PersonId : 761401
- ORCID : 0000-0002-6221-5360
Malena Rice
- Fonction : Auteur
- PersonId : 794971
- ORCID : 0000-0002-7670-670X
Elodie Choquet
- Fonction : Auteur
- PersonId : 172857
- IdHAL : echoquet
- ORCID : 0000-0002-9173-0740
- IdRef : 169016218
Marshall Perrin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 761400
- ORCID : 0000-0002-3191-8151
Pauline Arriaga
- Fonction : Auteur
- PersonId : 794972
- ORCID : 0000-0001-6364-2834
S. Mark Ammons
- Fonction : Auteur
Vanessa P Bailey
- Fonction : Auteur
Travis Barman
- Fonction : Auteur
Juan Sebastián Bruzzone
- Fonction : Auteur
Joanna Bulger
- Fonction : Auteur
Jeffrey Chilcote
- Fonction : Auteur
- PersonId : 785587
- ORCID : 0000-0001-6305-7272
Tara Cotten
- Fonction : Auteur
Rene Doyon
- Fonction : Auteur
Michael P Fitzgerald
- Fonction : Auteur
Stephen J Goodsell
- Fonction : Auteur
Alexandra Z Greenbaum
- Fonction : Auteur
Li-Wei Hung
- Fonction : Auteur
Patrick Ingraham
- Fonction : Auteur
Quinn Konopacky
- Fonction : Auteur
James E Larkin
- Fonction : Auteur
Bruce Macintosh
- Fonction : Auteur
- PersonId : 785588
- ORCID : 0000-0003-1212-7538
Franck Marchis
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755708
- ORCID : 0000-0001-7016-7277
Christian Marois
- Fonction : Auteur
- PersonId : 785586
- ORCID : 0000-0002-4164-4182
Stanimir Metchev
- Fonction : Auteur
Maxwell A Millar-Blanchaer
- Fonction : Auteur
Rebecca Oppenheimer
- Fonction : Auteur
David Palmer
- Fonction : Auteur
Jennifer Patience
- Fonction : Auteur
Lisa Poyneer
- Fonction : Auteur
Julien Rameau
- Fonction : Auteur
Fredrik T Rantakyrö
- Fonction : Auteur
Dominic Ryan
- Fonction : Auteur
Dmitry Savransky
- Fonction : Auteur
Adam C Schneider
- Fonction : Auteur
Inseok Song
- Fonction : Auteur
Rémi Soummer
- Fonction : Auteur
- PersonId : 792132
- ORCID : 0000-0003-2753-2819
Sandrine Thomas
- Fonction : Auteur
J. Kent Wallace
- Fonction : Auteur
Kimberly Ward-Duong
- Fonction : Auteur
Sloane Wiktorowicz
- Fonction : Auteur
- PersonId : 785589
- ORCID : 0000-0003-4483-5037
Schuyler Wolff
- Fonction : Auteur
- PersonId : 785590
- ORCID : 0000-0002-9977-8255
Résumé
We present new high resolution imaging of a light-scattering dust ring and halo around the young star HD 35841. Using spectroscopic and polarimetric data from the Gemini Planet Imager in H-band (1.6 µm), we detect the highly inclined (i = 85 •) ring of debris down to a projected separation of ∼12 au (∼0. 12) for the first time. Optical imaging from HST /STIS shows a smooth dust halo extending outward from the ring to >140 au (>1.4). We measure the ring's scattering phase function and polarization fraction over scattering angles of 22 •-125 • , showing a preference for forward scattering and a polarization fraction that peaks at ∼30% near the ansae. Modeling of the scattered-light disk indicates that the ring spans radii of ∼60-220 au, has a vertical thickness similar to that of other resolved dust rings, and contains grains as small as 1.5 µm in diameter. These models also suggest the grains have a low porosity, are more likely to consist of carbon than astrosilicates, and contain significant water ice. The halo has a surface brightness profile consistent with that expected from grains pushed by radiation pressure from the main ring onto highly eccentric but still bound orbits. We also briefly investigate arrangements of a possible inner disk component implied by our spectral energy distribution models, and speculate about the limitations of Mie theory for doing detailed analyses of debris disk dust populations.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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