Testing the Planet-Metallicity Correlation in M-dwarfs with Gemini GNIRS Spectra

Abstract

While the planet-metallicity correlation for FGK main-sequence stars hosting giant planets is well established, it is less clear for M-dwarf stars. We determine stellar parameters and metallicities for 16 M-dwarf stars, 11 of which host planets, with near-infrared spectra from the Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS). We find that M-dwarfs with planets are preferentially metal-rich compared to those without planets. This result is supported by the analysis of a larger catalogue of 18 M stars with planets and 213 M stars without known planets T15, and demonstrates the utility of GNIRS spectra to obtain reliable stellar parameters of M stars. We also find that M dwarfs with giant planets are preferentially more metallic than those with low-mass planets, in agreement with previous results for solar-type stars. These results favor the core accretion model of planetary formation.

Mientras que la correlación planeta-metalicidad para las estrellas de secuencia principal FGK con planetas gigantes está bien establecida, los resultados no son claros para las enanas M. Se determinan parámetros estelares y metalicidades de 16 estrellas enanas M, incluyendo 11 con planetas, a partir de espectros infrarrojos de GNIRS (Gemini Near-Infrared Spectrograph). Se encuentra que las enanas M con planetas son preferentemente ricas en metales en comparación con aquellas sin planetas. Esto se confirma con el análisis de 18 estrellas M con planetas y 213 estrellas M sin planetas detectados (Terrien et al. 2015), y demuestra la utilidad de los espectros GNIRS. Las enanas M con planetas gigantes son preferentemente más metálicas que aquellas con planetas de menor masa, de acuerdo con lo reportado para estrellas de tipo solar. Estos resultados favorecen el modelo de acreción del núcleo de formación planetaria.