We present the results of a comprehensive assessment of companions to solar-type stars. A sample of 454 stars, including the Sun, was selected from the Hipparcos catalog with {\pi} > 40 mas, {\sigma}_{\pi}/{\pi} < 0.05, 0.5 < B - V < 1.0 (~ F6-K3), and constrained by absolute magnitude and color to exclude evolved stars. New observational aspects of this work include surveys for (1) very close companions with long-baseline interferometry at the CHARA Array, (2) close companions with speckle interferometry, and (3) wide proper motion companions identified by blinking multi-epoch archival images. In addition, we include the results from extensive radial-velocity monitoring programs and evaluate companion information from various catalogs. The overall observed fractions of single, double, triple, and higher order systems are 56% \pm 2%, 33% \pm 2%, 8% \pm 1%, and 3% \pm 1%, respectively, counting all confirmed stellar and brown dwarf companions. Our completeness analysis indicates that only a few undiscovered companions remain in this well-studied sample, implying that the majority (54% \pm 2%) of solar-type stars are single, in contrast to the results of prior multiplicity studies. The orbital-period distribution of companions is unimodal and roughly log-normal with a peak of about 300 years. The period-eccentricity relation shows a roughly flat distribution beyond the expected circularization for periods below 12 days. The mass-ratio distribution shows a preference for like-mass pairs, which occur more frequently in relatively close pairs. The fraction of planet hosts among single, binary, and multiple systems are statistically indistinguishable, suggesting that planets are as likely to form around single stars as they are around components of binary or multiple systems with sufficiently wide separations.

We present interferometric diameter measurements of 21 K- and M- dwarfs made with the CHARA Array. This sample is enhanced by literature radii measurements to form a data set of 33 K-M dwarfs with diameters measured to better than 5%. For all 33 stars, we compute absolute luminosities, linear radii, and effective temperatures (Teff). We develop empirical relations for \simK0 to M4 main- sequence stars between the stellar Teff, radius, and luminosity to broad-band color indices and metallicity. These relations are valid for metallicities between [Fe/H] = -0.5 and +0.1 dex, and are accurate to ~2%, ~5%, and ~4% for Teff, radius, and luminosity, respectively. Our results show that it is necessary to use metallicity dependent transformations to convert colors into stellar Teffs, radii, and luminosities. We find no sensitivity to metallicity on relations between global stellar properties, e.g., Teff-radius and Teff-luminosity. Robust examinations of single star Teffs and radii compared to evolutionary model predictions on the luminosity-Teff and luminosity-radius planes reveals that models overestimate the Teffs of stars with Teff < 5000 K by ~3%, and underestimate the radii of stars with radii < 0.7 R\odot by ~5%. These conclusions additionally suggest that the models overestimate the effects that the stellar metallicity may have on the astrophysical properties of an object. By comparing the interferometrically measured radii for single stars to those of eclipsing binaries, we find that single and binary star radii are consistent. However, the literature Teffs for binary stars are systematically lower compared to Teffs of single stars by ~ 200 to 300 K. Lastly, we present a empirically determined HR diagram for a total of 74 nearby, main-sequence, A- to M-type stars, and define regions of habitability for the potential existence of sub-stellar mass companions in each system. [abridged]

We present a high spatial resolution multiwavelength survey of 44 young binary star systems in Taurus-Auriga with separations of 10-1000 AU. These observations, which were obtained using the Hubble Space Telescope and the NASA Infrared Telescope Facility, quadruple the number of close (less than 100 AU) binary stars with spatially resolved measurements from 0.3 to 2.2 μm and are the first 3.6 μm measurements for the majority of the companion stars in the sample.

We present the results of a precise near-infrared (NIR) radial velocity (RV) survey of 32 low-mass stars with spectral types K2-M4 using CSHELL at the NASA IRTF in the $K$-band with an isotopologue methane gas cell to achieve wavelength calibration and a novel iterative RV extraction method. We surveyed 14 members of young ($\approx$ 25-150 Myr) moving groups, the young field star $\varepsilon$ Eridani as well as 18 nearby ($<$ 25 pc) low-mass stars and achieved typical single-measurement precisions of 8-15 m s$^{-1}$ with a long-term stability of 15-50 m s$^{-1}$. We obtain the best NIR RV constraints to date on 27 targets in our sample, 19 of which were never followed by high-precision RV surveys. Our results indicate that very active stars can display long-term RV variations as low as $\sim$ 25-50 m s$^{-1}$ at $\approx$ 2.3125 $\mu$m, thus constraining the effect of jitter at these wavelengths. We provide the first multi-wavelength confirmation of GJ 876 bc and independently retrieve orbital parameters consistent with previous studies. We recovered RV variability for HD 160934 AB and GJ 725 AB that are consistent with their known binary orbits, and nine other targets are candidate RV variables with a statistical significance of 3-5$\sigma$. Our method combined with the new iSHELL spectrograph will yield long-term RV precisions of $\lesssim$ 5 m s$^{-1}$ in the NIR, which will allow the detection of Super-Earths near the habitable zone of mid-M dwarfs.

Based on CHARA Array measurements, we present the angular diameters of 23 nearby, main-sequence stars, ranging from spectral types A7 to K0, 5 of which are exoplanet host stars. We derive linear radii, effective temperatures, and absolute luminosities of the stars using Hipparcos parallaxes and measured bolometric fluxes. The new data are combined with previously published values to create an Angular Diameter Anthology of measured angular diameters to main-sequence stars (luminosity classes V and IV). This compilation consists of 125 stars with diameter uncertainties of less than 5%, ranging in spectral types from A to M. The large quantity of empirical data is used to derive color–temperature relations to an assortment of color indices in the Johnson (BVRJIJJHK), Cousins (RCIC), Kron (RKIK), Sloan (griz), and WISE (W3W4) photometric systems. These relations have an average standard deviation of ∼3% and are valid for stars with spectral types A0–M4. To derive even more accurate relations for Sun-like stars, we also determined these temperature relations omitting early-type stars (Teff > 6750 K) that may have biased luminosity estimates because of rapid rotation; for this subset the dispersion is only ∼2.5%. We find effective temperatures in agreement within a couple of percent for the interferometrically characterized sample of main-sequence stars compared to those derived via the infrared flux method and spectroscopic analysis.