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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

The GAPS programme with HARPS-N at TNG.
X. Differential abundances in the XO-2 planet-hosting binary

K. Biazzo, R. Gratton, S. Desidera, S. Lucatello, A. Sozzetti, A. S. Bonomo, M. Damasso, D. Gandolfi, L. Affer, C. Boccato, F. Borsa, R. Claudi, R. Cosentino, E. Covino, C. Knapic, A. F. Lanza, J. Maldonado, F. Marzari, G. Micela, P. Molaro, I. Pagano, M. Pedani, I. Pillitteri, G. Piotto, E. Poretti, M. Rainer, N. C. Santos, G. Scandariato, R. Zanmar Sanchez

Resumo
Binary stars hosting exoplanets are a unique laboratory where chemical tagging can be performed to measure the elemental abundances of both stellar components with high accuracy, with the aim to investigate the formation of planets and their subsequent evolution. Here, we present a high-precision differential abundance analysis of the XO-2 wide stellar binary based on high-resolution HARPS-N at TNG spectra. Both components are very similar K-dwarfs and host planets. Since they formed presumably within the same molecular cloud, we expect that they possess the same initial elemental abundances. We investigated whether planets can cause some chemical imprints in the stellar atmospheric abundances. We measure abundances of 25 elements for both stars with a range of condensation temperature TC = 40−1741 K, achieving typical precisions of ~0.07 dex. The northern component shows abundances in all elements higher by +0.067 ± 0.032 dex on average, with a mean difference of +0.078 dex for elements with TC > 800 K. The significance of the XO-2N abundance difference relative to XO-2S is at the 2σ level for almost all elements. We discuss that this result might be interpreted as the signature of the ingestion of material by XO-2N or depletion in XO-2S that is due to locking of heavy elements by the planetary companions. We estimate a mass of several tens of M in heavy elements. The difference in abundances between XO-2N and XO-2S shows a positive correlation with the condensation temperatures of the elements, with a slope of (4.7 ± 0.9) × 10-5 dex K-1, which could mean that both components have not formed terrestrial planets, but first experienced the accretion of rocky core interior to the subsequent giant planets.

Palavras chave
planetary systems - stars: abundances - techniques: spectroscopic - stars: individual: XO-2N - stars: individual: XO-2S

Astronomy and Astrophysics
Volume 583, Página A135
novembro 2015

>> ADS>> DOI

Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é uma nova, mas muito aguardada, estrutura de investigação com uma dimensão nacional. Ele concretiza uma visão ousada, mas realizável para o desenvolvimento da Astronomia, Astrofísica e Ciências Espaciais em Portugal, aproveitando ao máximo e realizando plenamente o potencial criado pela participação nacional na Agência Espacial Europeia (ESA) e no Observatório Europeu do Sul (ESO). O IA é o resultado da fusão entre as duas unidades de investigação mais proeminentes no campo em Portugal: o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) e o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL). Atualmente, engloba mais de dois terços de todos os investigadores ativos em Ciências Espaciais em Portugal, e é responsável por uma fração ainda maior da produtividade nacional em revistas internacionais ISI na área de Ciências Espaciais. Esta é a área científica com maior fator de impacto relativo (1,65 vezes acima da média internacional) e o campo com o maior número médio de citações por artigo para Portugal.

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