Satellites around substellar companions are a heterogeneous class of objects with a variety of different formation histories. Focusing on potentially detectable satellites around exoplanets and brown dwarfs, we might expect to find objects belonging to two main populations: planet-like satellites similar to Titan or the Galileian Satellites - likely formed within the scope of core accretion; and binary-like objects, formed within different scenarios, such as disk instability. The properties of these potential satellites would be very different from each other. Additionally, we expect that their characterization would provide insightful information about the history of the system. This is particularly important for planets/brown dwarfs discovered via direct imaging (DI) with ambiguous origins. In this paper, we review different techniques, applied to DI planets/brown dwarfs, that can be used to discover such satellites. This was achieved by simulating a population of satellites around the exoplanet $β$ Pic b, which served as a test case. For each simulated satellite, the amplitude of DI, radial velocity, transit and astrometric signals, with respect to the planet, were retrieved and compared with the detection limits of current and future instruments. Furthermore, we compiled a list of 38 substellar companions discovered via DI to give a preliminary estimate on the probability of finding satellites extracted from the two populations mentioned above, with different techniques. This simplified approach shows that detection of planet-like satellites, though not strictly impossible, is very improbable. On the other hand, detection of binary-like satellites is within the capabilities of current instrumentation.
Host-star metallicities and kinematics of directly imaged brown-dwarf companions
Università degli Studi di Milano（米兰大学）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；Visvesvaraya Technological University（维斯瓦纳塔亚理工大学）；Vikram Sarabhai Space Centre, ISRO（印度空间研究组织维克拉姆·萨拉巴伊太空中心）；St. Albert’s College（圣阿尔伯特学院）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；Indian Institute of Technology, Dhanbad（印度理工学院丹巴德分校）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）
Revealing the Vertical Cloud Structure of a young low-mass Brown Dwarf, an analog to the beta-Pictoris b directly-imaged exoplanet, through Keck I/MOSFIRE spectro-photometric variability
年轻的褐矮星类似于巨大的系外行星，因为它们共享有效温度，近红外颜色和表面重力。因此，对年轻褐矮星的详细描述可能会为巨型系外行星的研究提供帮助，我们目前无法以足够的信噪比观察它们的大气层。2 MASS J22081363+2921215是一颗年轻的L3褐矮星，属于β-Pica-b年轻移动群（2300万年+/-300万年），与β-Pica-b巨型系外行星共享其有效温度和质量。我们用安装在凯克I望远镜上的MOSFIRE多目标摄谱仪对2 MASS J22081363+2921215进行了约2.5小时的J波段分光光度监测。我们测得其J波段光变曲线的最小变异幅度为3.22 +/-0.42%。2 MASS J22081363+2921215的最大和最小通量谱之间的比率显示出弱的波长依赖性和潜在的增强的变化幅度在碱性线。进一步分析表明，碱性线上的变异幅度高于整体变异幅度（4.5- 11%，取决于线）。如果我们将原始MOSFIRE光谱的分辨率降低到R~100，则这些谱线中的可变性幅度较低，这解释了为什么先前在HST/WFC 3光变曲线中没有发现这种潜在的碱性谱线增强的可变性。使用辐射传输模型，我们得到了不同的云层，可能会引入分光光度变化，我们观察到2 MASS J22081363+2921215，进一步支持测量增强的变化幅度在碱性线。我们提供了一个艺术的娱乐垂直云结构的β-Picadium b类似物…
ELemental abundances of Planets and brown dwarfs Imaged around Stars (ELPIS): II. The Jupiter-like Inhomogeneous Atmosphere of the First Directly Imaged Planetary-Mass Companion 2MASS 1207 b
Detecting Exomoons Via Doppler Monitoring of Directly Imaged Exoplanets
最近，Teachey，Kipping和Schmitt（2018）报告了在开普勒领域的一颗巨行星周围探测到一颗候选系外卫星，暂时命名为Kepler-1625 b I。这颗候选系外卫星的大小和质量与海王星相当，比我们太阳系中的任何一颗卫星都要大得多，如果得到证实，它将成为新一类巨型卫星或双行星中的第一颗。受开普勒-1625b行星和卫星系统中大质量比的启发，我们通过多普勒光谱研究了直接成像的系外行星周围类似大质量系外卫星的可探测性。开普勒-1625b周围的候选卫星将在其母行星上产生约200米/秒的径向速度信号，足够大，可以用当前或下一代仪器检测到直接成像的行星周围的类似卫星。除了寻找系外卫星，对直接成像的行星进行径向速度测量可以揭示行星自转轴的方向，从而有可能识别天王星类似物。
A survey of the linear polarization of directly imaged exoplanets and brown dwarf companions with SPHERE-IRDIS. First polarimetric detections revealing disks around DH Tau B and GSC 6214-210 B
年轻的巨行星和褐矮星同伴发出近红外辐射，可以线性偏振高达百分之几。这种偏振现象可以揭示出星下吸积盘的存在，旋转引起的大气扁率，或者大气尘埃云的不均匀分布。我们测量了近红外线偏振的20个已知的直接成像的系外行星和褐矮星同伴与高对比度成像仪SPHERE-IRDIS在VLT。我们使用IRDAP管道减少了数据，以校正仪器偏振和串扰，偏振度的绝对偏振精度<0.1%。我们报告了第一次探测到来自亚恒星同伴的偏振，DH Tau B和GSC 6214-210 B在H波段的偏振为百分之零点几。通过将测量到的偏振与邻近恒星的偏振进行比较，我们发现这种偏振不太可能是由星际尘埃引起的。因为同伴们先前已经测量过氢的发射谱线和红色，所以偏振极有可能来自环亚恒星盘。通过辐射转移模型，我们约束的磁盘的位置角度，并发现磁盘必须有很大的倾角。这些盘的存在以及DH Tau B的盘与其主星周围的盘的错位表明伴星是在原地形成的。对于其他18个同伴，我们没有检测到显着的极化和地方subpercent上限的极化程度。这些未被探测到的现象可能表明没有环亚恒星盘，年轻伴星的旋转速度很慢，上层大气主要含有亚微米大小的尘埃颗粒，和/或有限的云不均匀性。最后，我们给出了DH Tau，GQ Lup，PDS 70，Beta Pic和HD 106906的拱星盘的图像。
Informed systematic method to identify variable mid and late-T dwarfs
大多数棕矮星在不同的波长范围内表现出一定程度的光度或分光光度变化。这种可变性使我们能够跟踪可变的棕矮星和直接成像的系外行星的辐射传输模型和映射代码的3D大气结构。然而，到目前为止，我们还没有一个明智的方法来预先选择棕矮星，可能会显示出更高的变化幅度进行彻底的变化研究。在这项工作中，我们设计并测试了近红外光谱指数，以预先选择最有可能变化的中晚期T矮星，这些矮星在有效温度上与直接成像的系外行星重叠。我们使用时间分辨的近红外哈勃空间望远镜宽视场相机3光谱的T6.5矮星，2 MASS J22282889--431026，设计我们的新的光谱指数。我们在26个T5.5-T7.5近红外SpeX/IRTF光谱上测试了这些光谱指数，并提供了8个新的中晚期T变量候选者。我们以$38^{+4}_{-30}$ %估计了样本的变异性分数，这与Metchev等人提供的变异性分数一致。（2015）中晚期T矮星。此外，我们的SpeX光谱样本中的三个先前已知变量中的两个被我们的指数标记为候选变量。同样，我们的样本中所有七个已知的非变量都被我们的索引标记为非变量对象。这些结果表明，我们的光谱指数可能会被用来寻找变量中，晚T褐矮星变量。这些指数可能是至关重要的，在未来选择冷直接成像的系外行星的变化研究。
The search for disks or planetary objects around directly imaged companions: A candidate around DH Tau B
近几十年来，人们通过间接和直接的探测方法发现了数千颗亚恒星伴星。在本文中，我们把注意力集中在用直接成像技术探测到的亚恒星伴星上，主要目标是调查它们的近距离环境，寻找更多的伴星和卫星，以及盘和环。任何这样的发现都将揭示许多尚未解决的问题，特别是关于它们可能的形成机制。为了揭示直接成像的同伴的束缚特征，我们需要抑制来自源本身的贡献。因此，我们开发了一种方法的基础上的负假同伴（NEGFC）技术，首先估计的位置在视场（FoV）和通量的成像同伴，然后减去一个重新缩放的模型点扩散函数（PSF）从成像同伴。接下来，它执行技术，如角差分成像（ADI），以进一步消除恒星的准静态图案。我们应用该方法与SPHERE在SHINE GTO调查中观察到的亚恒星物体的样本。在我们分析的27颗行星和褐矮星中，我们探测到了一个可能的点源，靠近DH Tau B。这颗候选伴星在四次不同的SPHERE观测中被探测到，估计质量为$\sim 1$ M \textsubscript{Jup}，与褐矮星的质量比为$1/10$。这个双星系统，如果得到证实，将是第一个这样的系统，为这种双星的形成机制，演化和频率开辟了有趣的问题。为了解决后者，残差和对比度达到了25个伴星的样本观测与SPHERE。如果DH Tau Bb伴星是真实的，则得到的双星分数是$\sim 7\%$，这与对场棕矮星的结果很好地一致。
ELemental abundances of Planets and brown dwarfs Imaged around Stars (ELPIS): I. Potential Metal Enrichment of the Exoplanet AF Lep b and a Novel Retrieval Approach for Cloudy Self-luminous Atmospheres
该研究通过新型温度梯度约束反演方法，分析直接成像系外行星 AF Lep b 的大气，发现其金属增丰（[Fe/H] > 1.0 dex）并存在硅酸盐云，为行星形成与演化提供新见解。
Precise dynamical masses of new directly imaged companions from combining relative astrometry, radial velocities, and Hipparcos-Gaia eDR3 accelerations
The Polar Vortex Hypothesis: Evolving, Spectrally Distinct Polar Regions Explain Short- and Long-term Light Curve Evolution and Color-Inclination Trends in Brown Dwarfs and Giant Exoplanets
The CRIMSON survey I: super-stellar SiO in the directly imaged companion TWA 5 B from high-resolution M-band spectroscopy
University of Oxford（牛津大学）；University of Warwick（华威大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Laboratoire Lagrange（拉格朗日实验室）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Università degli Studi di Torino（都灵大学）；INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino（意大利国家天体物理研究所都灵天文台）
The Unrealised Interdisciplinary Advantage of Observing High Mass Transiting Exoplanets and Brown Dwarfs -- Strategic Exoplanet Initiatives with HST and JWST White Paper
MIRACLES: atmospheric characterization of directly imaged planets and substellar companions at 4-5 $μ$m. I. Photometric analysis of $β$ Pic b, HIP 65426 b, PZ Tel B and HD 206893 B
多普勒成像使用高色散光谱技术生成旋转物体的2D全球地图。当应用于褐矮星和太阳系外行星时，这种技术可以以前所未有的细节约束全球大气动力学和/或磁场对这些物体的影响。我提出了第一个定量评估的前景多普勒成像的亚恒星物体与现有的设施和未来的巨型地面望远镜。K波段的观测灵敏度最高，但H和L波段也可用于这些目的。为了评估目标的数量和可用性，我还提出了一个汇编的光度变化，旋转周期（P）和投影旋转速度（v sin i）的棕矮星和系外行星的所有测量。几个明亮的物体已经可以用现有的仪器进行多普勒成像。随着巨大的地面望远镜的发展，多普勒成像将成为可行的几十个棕矮星和少数最明亮的直接成像的太阳系外行星（如β Pic b）。目前对P、v sin i和变异性的测量对于许多天体来说是不完整的，并且样本强烈地偏向于早期类型的天体（< L5）。因此，测量晚型物体的这些量的调查将特别有助于扩大通过多普勒成像进行全球天气监测的候选样本。
Formation, Survival, and Detectability of Planets Beyond 100 AU
直接成像搜索已经开始探测行星和褐矮星的伴星，并限制了与主星相距很大的巨行星的存在。这项工作有助于通过预测可以通过直接成像活动检测到的年轻巨行星来激励这种行星搜索。经典的核吸积和引力不稳定性行星形成模型都很难在原地形成长周期行星。在这里，我们表明，动力学不稳定性之间的行星系，最初形成多个巨行星更接近主恒星可以产生人口的巨行星在大（~100 AU - 100000 AU）的分离。我们估计这些行星可能生存的限制，量化到稳定和不稳定的宽轨道的引力散射的效率，并证明人口分析必须考虑到系统的年龄。我们预测，行星散射创造了一个人口的可检测的巨行星在广泛的轨道上，减少数量的时间尺度上~10万年。我们证明，这样的人口的几个成员应该与当前的技术检测，量化未来仪器的前景，并建议他们如何可以放置有趣的限制行星形成模型。
