GF
Gregory Feiden
Author with expertise in Formation and Evolution of the Solar System
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
4
(100% Open Access)
Cited by:
1,290
h-index:
25
/
i10-index:
33
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

HOW TO CONSTRAIN YOUR M DWARF: MEASURING EFFECTIVE TEMPERATURE, BOLOMETRIC LUMINOSITY, MASS, AND RADIUS

Andrew Mann et al.May 1, 2015
ABSTRACT Precise and accurate parameters for late-type (late K and M) dwarf stars are important for characterization of any orbiting planets, but such determinations have been hampered by these stars’ complex spectra and dissimilarity to the Sun. We exploit an empirically calibrated method to estimate spectroscopic effective temperature ( T eff ) and the Stefan–Boltzmann law to determine radii of 183 nearby K7–M7 single stars with a precision of 2%–5%. Our improved stellar parameters enable us to develop model-independent relations between T eff or absolute magnitude and radius, as well as between color and T eff . The derived T eff –radius relation depends strongly on [Fe/H], as predicted by theory. The relation between absolute K S magnitude and radius can predict radii accurate to   3%. We derive bolometric corrections to the   and Gaia passbands as a function of color, accurate to 1%–3%. We confront the reliability of predictions from Dartmouth stellar evolution models using a Markov chain Monte Carlo to find the values of unobservable model parameters (mass, age) that best reproduce the observed effective temperature and bolometric flux while satisfying constraints on distance and metallicity as Bayesian priors. With the inferred masses we derive a semi-empirical mass–absolute magnitude relation with a scatter of 2% in mass. The best-agreement models overpredict stellar T eff values by an average of 2.2% and underpredict stellar radii by 4.6%, similar to differences with values from low-mass eclipsing binaries. These differences are not correlated with metallicity, mass, or indicators of activity, suggesting issues with the underlying model assumptions, e.g., opacities or convective mixing length.
0

Magnetic inhibition of convection and the fundamental properties of low-mass stars

Gregory FeidenJul 14, 2016
When determining absolute ages of identifiably young stellar populations, results strongly depend on which stars are studied. Cooler (K, M) stars typically yield ages that are systematically younger than warmer (A, F, G) stars by a factor of two. I explore the possibility that these age discrepancies are the result of magnetic inhibition of convection in cool young stars by using magnetic stellar evolution isochrones to determine the median age of the Upper Scorpius subgroup of the Scorpius-Centaurus OB association. A median age of 10 Myr consistent across spectral types A through M is found, except for a subset of F-type stars that appear significantly older. Agreement is shown for ages derived from the Hertzsprung-Russell (HR) diagram and from the empirical mass-radius relationship defined by eclipsing multiple-star systems. Surface magnetic field strengths required to produce agreement are approximately 2.5 kG and are predicted from a priori estimates of thermal equipartition values. A region in the HR diagram is identified that plausibly connects stars whose structures are weakly influenced by the presence of magnetic fields with those whose structures are strongly influenced by magnetic fields. The models suggest that this region is characterized by stars with rapidly thinning outer convective envelopes where the radiative core mass is greater than 75% of the total stellar mass. Furthermore, depletion of lithium predicted from magnetic models appears in better agreement with observed lithium equivalent widths than predictions from non-magnetic models. These results suggest that magnetic inhibition of convection plays an important role in the early evolution of low-mass stars and that it may be responsible for noted age discrepancies in young stellar populations.
0

ZODIACAL EXOPLANETS IN TIME (ZEIT). III. A SHORT-PERIOD PLANET ORBITING A PRE-MAIN-SEQUENCE STAR IN THE UPPER SCORPIUS OB ASSOCIATION

Andrew Mann et al.Aug 18, 2016
ABSTRACT We confirm and characterize a close-in (  ?> = 5.425 days), super-Neptune sized (  ?>  ?> ) planet transiting K2-33 (2MASS J16101473-1919095), a late-type (M3) pre-main-sequence (11 Myr old) star in the Upper Scorpius subgroup of the Scorpius–Centaurus OB association. The host star has the kinematics of a member of the Upper Scorpius OB association, and its spectrum contains lithium absorption, an unambiguous sign of youth (  ?> Myr) in late-type dwarfs. We combine photometry from K2 and the ground-based MEarth project to refine the planet’s properties and constrain the host star’s density. We determine K2-33’s bolometric flux and effective temperature from moderate-resolution spectra. By utilizing isochrones that include the effects of magnetic fields, we derive a precise radius (6%–7%) and mass (16%) for the host star, and a stellar age consistent with the established value for Upper Scorpius. Follow-up high-resolution imaging and Doppler spectroscopy confirm that the transiting object is not a stellar companion or a background eclipsing binary blended with the target. The shape of the transit, the constancy of the transit depth and periodicity over 1.5 yr, and the independence with wavelength rule out stellar variability or a dust cloud or debris disk partially occulting the star as the source of the signal; we conclude that it must instead be planetary in origin. The existence of K2-33b suggests that close-in planets can form in situ or migrate within ∼10 Myr, e.g., via interactions with a disk, and that long-timescale dynamical migration such as by Lidov–Kozai or planet–planet scattering is not responsible for all short-period planets.
0
Paper
Citation186
0
Save