Einleitung Methoden Diskussion Ergebnisse Ausblick. Exoplaneten. Graz in Space Mag. Jörg Weingrill. 4. September 2008

Transkript

1 Graz in Space September 2008

2 zum Auffinden von Bisherige Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Transitbeobachtung mit HST und Spitzer Simulierte Transitbeobachtung von E.T. Beobachtung von TrES-2 Datenreduktion Lichtkurve von TrES-2b

3 zum Auffinden von Bisherige Definition eines (Exo-)Planeten laut IAU, 2003 Objekte deren Masse unter der kritischen Masse zur Zündung von Deuterium liegt. (13 Jupitermassen)

4 zum Auffinden von Bisherige Definition eines (Exo-)Planeten laut IAU, 2003 Objekte deren Masse unter der kritischen Masse zur Zündung von Deuterium liegt. (13 Jupitermassen) Objekte orbitieren Sterne oder stellare Überreste.

5 zum Auffinden von Bisherige Definition eines (Exo-)Planeten laut IAU, 2003 Objekte deren Masse unter der kritischen Masse zur Zündung von Deuterium liegt. (13 Jupitermassen) Objekte orbitieren Sterne oder stellare Überreste. Das untere Limit richtet sich nach unserem Sonnensystem

6 zum Auffinden von Bisherige Definition eines (Exo-)Planeten laut IAU, 2003 Objekte deren Masse unter der kritischen Masse zur Zündung von Deuterium liegt. (13 Jupitermassen) Objekte orbitieren Sterne oder stellare Überreste. Das untere Limit richtet sich nach unserem Sonnensystem Braune Zwerge mit M werden nicht als Planet gezählt, unabhängig von ihrer Entstehung.

7 zum Auffinden von Bisherige Definition eines (Exo-)Planeten laut IAU, 2003 Objekte deren Masse unter der kritischen Masse zur Zündung von Deuterium liegt. (13 Jupitermassen) Objekte orbitieren Sterne oder stellare Überreste. Das untere Limit richtet sich nach unserem Sonnensystem Braune Zwerge mit M werden nicht als Planet gezählt, unabhängig von ihrer Entstehung. Objekte leichter als 13 M, die kein Zentralgestirn umkreisen werden als sub-brown-dwarfs bezeichnet.

8 zum Auffinden von Bisherige zur Detektierung Radialgeschwindigkeits-Messung (Doppler-Wobble)

9 zum Auffinden von Bisherige zur Detektierung Radialgeschwindigkeits-Messung (Doppler-Wobble) Astrometrie

10 zum Auffinden von Bisherige zur Detektierung Radialgeschwindigkeits-Messung (Doppler-Wobble) Astrometrie Transitmethode

11 zum Auffinden von Bisherige zur Detektierung Radialgeschwindigkeits-Messung (Doppler-Wobble) Astrometrie Transitmethode Microlensing

12 zum Auffinden von Bisherige zur Detektierung Radialgeschwindigkeits-Messung (Doppler-Wobble) Astrometrie Transitmethode Microlensing Pulsartiming

13 zum Auffinden von Bisherige zur Detektierung Radialgeschwindigkeits-Messung (Doppler-Wobble) Astrometrie Transitmethode Microlensing Pulsartiming Spektroskopie

14 zum Auffinden von Bisherige zur Detektierung Radialgeschwindigkeits-Messung (Doppler-Wobble) Astrometrie Transitmethode Microlensing Pulsartiming Spektroskopie Direkt (Nulling interferometer)

15 zum Auffinden von Bisherige Entdeckung durch Bedeckung Bedingungen Orbit liegt in Sichtlinie

16 zum Auffinden von Bisherige Entdeckung durch Bedeckung Bedingungen Orbit liegt in Sichtlinie Umlauf innerhalb des Beobachtungszeitraums

17 zum Auffinden von Bisherige Entdeckung durch Bedeckung Bedingungen Orbit liegt in Sichtlinie Umlauf innerhalb des Beobachtungszeitraums Bedeckung erfolgt (quasi-)periodisch (Bahnstörung,...)

18 zum Auffinden von Bisherige Entdeckung durch Bedeckung Bedingungen Orbit liegt in Sichtlinie Umlauf innerhalb des Beobachtungszeitraums Bedeckung erfolgt (quasi-)periodisch (Bahnstörung,...) Planetenradius hinreichend groß gegenüber Sternradius (SNR)

19 zum Auffinden von Bisherige Vor- und Nachteile Bedingungen Große Anzahl von Sternen gleichzeitig

20 zum Auffinden von Bisherige Vor- und Nachteile Bedingungen Große Anzahl von Sternen gleichzeitig Charakteristika von Stern und Planet sichtbar

21 zum Auffinden von Bisherige Vor- und Nachteile Bedingungen Große Anzahl von Sternen gleichzeitig Charakteristika von Stern und Planet sichtbar Unabhängig von der Planetenmasse

22 zum Auffinden von Bisherige Vor- und Nachteile Bedingungen Große Anzahl von Sternen gleichzeitig Charakteristika von Stern und Planet sichtbar Unabhängig von der Planetenmasse Großer Planetenradius erforderlich

23 zum Auffinden von Bisherige Vor- und Nachteile Bedingungen Große Anzahl von Sternen gleichzeitig Charakteristika von Stern und Planet sichtbar Unabhängig von der Planetenmasse Großer Planetenradius erforderlich Langperiodische Planeten

24 zum Auffinden von Bisherige Die Statistik der Transitmethode Anteil der Abschwächung des Sternlichts f occ ( RP R ) 2 (1) Dauer einer Bedeckung a t occ = 2R (2) GM Bedeckungswahrscheinlichkeit p occ = R a (3)

25 zum Auffinden von Bisherige Kategorisierung nach Extrasolar Planets Encyclopaedia Candidate planets around main sequence stars

26 zum Auffinden von Bisherige Kategorisierung nach Extrasolar Planets Encyclopaedia Candidate planets around main sequence stars Candidate pulsar planets

27 zum Auffinden von Bisherige Kategorisierung nach Extrasolar Planets Encyclopaedia Candidate planets around main sequence stars Candidate pulsar planets Candidate cluster and free-floating planets

28 zum Auffinden von Bisherige Kategorisierung nach Extrasolar Planets Encyclopaedia Candidate planets around main sequence stars Candidate pulsar planets Candidate cluster and free-floating planets Unconfirmed, controversial or retracted planets

29 zum Auffinden von Bisherige Kategorisierung nach Extrasolar Planets Encyclopaedia Candidate planets around main sequence stars Candidate pulsar planets Candidate cluster and free-floating planets Unconfirmed, controversial or retracted planets Stars with no planets found (yet)

30 zum Auffinden von Bisherige Planetenkandidaten bei Hauptreihensternen Stand: 19. April 2008 Paneten gesamt 287 Planetensysteme 235 Mehrfachsysteme 25

31 zum Auffinden von Bisherige Andere Planets Stand: 19. April 2008 Methode Systeme Planeten Radialgeschwindigkeit Transits Microlensing 6 6 Direct imaging 5 5 Timing 3 5

32 zum Auffinden von Bisherige Transitkandidaten (Stand: 24. März 2008) Planet M pl R pl P T tr i a e [M J ] [R J ] [days] [JD ] [ ] [AU] [1] HD HD > HD HD HD GJ TrES > TrES TrES TrES XO XO > XO

33 zum Auffinden von Bisherige Entdeckungsnachweis NACO/Yepun 8.2m VLT in H-, K- and L-Band 30 April 2005

34 zum Auffinden von Bisherige Ground based Anglo-Australian Planet Search Arizona Search for Planets California and Carnegie Planet Search Extrasolar Planet Detection with the AFOE Galactic Exoplanet Survey Telescope(project) - GEST Geneva Extrasolar Planet Search (51 Pegasi) The Microlensing Observations in Astrophysics (MOA) The Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) Planet Imager / Planet Quest / Terrestrial Planet Finder Transit search - transitsearch.org

35 zum Auffinden von Bisherige Satelliten Missionen HST Astrometry Abbildung: COROT PROTEUS platform ( c Alcatel Space)

36 zum Auffinden von Bisherige Satelliten Missionen HST Astrometry MOST Microvariability and Oscillations of STars Abbildung: COROT PROTEUS platform ( c Alcatel Space)

37 zum Auffinden von Bisherige Satelliten Missionen HST Astrometry MOST Microvariability and Oscillations of STars Hipparcos/Tycho Abbildung: COROT PROTEUS platform ( c Alcatel Space)

38 zum Auffinden von Bisherige Satelliten Missionen HST Astrometry MOST Microvariability and Oscillations of STars Hipparcos/Tycho COROT - Convection, Rotation and Planetary Transit Abbildung: COROT PROTEUS platform ( c Alcatel Space)

39 zum Auffinden von Bisherige Geplante Missionen BOSS - The Big Occulting Steerable Satellite Darwin - Space Infrared Interferometer Project (2015) FAME - Full-sky Astrometric Mapping Explorer (suspended) JWST James Webb Space Telescope The Kepler Mission TPF - Terrestrial Planet Finder

40 Lichtkurve mit Albedo Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie

41 Parameter der Lichtkurve eines Transits Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Inputparameter: Mittlere Transitzeit t c Outputparameter (dimensionslos):

42 Parameter der Lichtkurve eines Transits Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Inputparameter: Mittlere Transitzeit t c Abfall der Lichtkurve δ Outputparameter (dimensionslos):

43 Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Parameter der Lichtkurve eines Transits Inputparameter: Mittlere Transitzeit t c Abfall der Lichtkurve δ Partielle Phase der Bedeckung T Outputparameter (dimensionslos):

44 Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Parameter der Lichtkurve eines Transits Inputparameter: Mittlere Transitzeit t c Abfall der Lichtkurve δ Partielle Phase der Bedeckung T Totale Phase der Bedeckung T + 2τ Outputparameter (dimensionslos):

45 Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Parameter der Lichtkurve eines Transits Inputparameter: Mittlere Transitzeit t c Abfall der Lichtkurve δ Partielle Phase der Bedeckung T Totale Phase der Bedeckung T + 2τ Outputparameter (dimensionslos): Radien-Verhältnis R p /R S δ

46 Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Parameter der Lichtkurve eines Transits Inputparameter: Mittlere Transitzeit t c Abfall der Lichtkurve δ Partielle Phase der Bedeckung T Totale Phase der Bedeckung T + 2τ Outputparameter (dimensionslos): Radien-Verhältnis R p /R S δ Impakt Parameter b 1 T /τ

47 Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Parameter der Lichtkurve eines Transits Inputparameter: Mittlere Transitzeit t c Abfall der Lichtkurve δ Partielle Phase der Bedeckung T Totale Phase der Bedeckung T + 2τ Outputparameter (dimensionslos): Radien-Verhältnis R p /R S δ Impakt Parameter b 1 T /τ Sternradius R s /a π T τ δ 1/4 P ( ) 1+e sin ω 1 e 2

48 Mitte-Rand-Variation Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Eddingtonsche Näherung für die optische Tiefe τ und den Winkel θ: I (τ, θ) = 3 ( 4 F τ + cos θ + 2 ) (4) 3 Für die Sternoberfläche mit Fluß F : I (0) = F ( ) 2 cos θ Mitte-Rand-Variation: I (0, θ) I (0, 0) = 2 5 ( cos θ ) (5) (6)

49 Mitte-Rand-Variation Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie

50 Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie

51 Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie

52 Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie

53 Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie

54 Lichtkurve mit Albedo Parameter Mitte-Rand-Variation Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie Inklination in Abhängigkeit der Sichtlinie

55 Transitbeobachtung mit HST und Spitzer Simulierte Transitbeobachtung von E.T. Transits beobachtet mit HST und Spitzer

56 Simulierter Transit Transitbeobachtung mit HST und Spitzer Simulierte Transitbeobachtung von E.T.

57 Mag. J org Weingrill Beobachtung von TrES-2 Datenreduktion Lichtkurve von TrES-2b

58 Beobachtung von TrES-2 Datenreduktion Lichtkurve von TrES-2b

59 Datenreduktion Beobachtung von TrES-2 Datenreduktion Lichtkurve von TrES-2b Kalibrierung der Einzelframes (Dunkelstrom, Flatfield)

60 Beobachtung von TrES-2 Datenreduktion Lichtkurve von TrES-2b Datenreduktion Kalibrierung der Einzelframes (Dunkelstrom, Flatfield) Astrometrie / Alignment der Einzelframes

61 Beobachtung von TrES-2 Datenreduktion Lichtkurve von TrES-2b Datenreduktion Kalibrierung der Einzelframes (Dunkelstrom, Flatfield) Astrometrie / Alignment der Einzelframes Extraktion einzelner Punktquellen in jedem Frame

62 Beobachtung von TrES-2 Datenreduktion Lichtkurve von TrES-2b Datenreduktion Kalibrierung der Einzelframes (Dunkelstrom, Flatfield) Astrometrie / Alignment der Einzelframes Extraktion einzelner Punktquellen in jedem Frame Kalibrierung der Punktquellen

63 Beobachtung von TrES-2 Datenreduktion Lichtkurve von TrES-2b Datenreduktion Kalibrierung der Einzelframes (Dunkelstrom, Flatfield) Astrometrie / Alignment der Einzelframes Extraktion einzelner Punktquellen in jedem Frame Kalibrierung der Punktquellen Photometrie

64 Lichtkurve von TrES-2b Beobachtung von TrES-2 Datenreduktion Lichtkurve von TrES-2b

65 Welche Parameter sind aus Transits bestimmbar? Orbitalperiode Inklination Planetenmasse Planetenradius Exzentrizität Mitte-Rand-Variation Sternflecken Albedo Phase Trojaner des Planeten Planetare Ringe Relativistische Prezession Stellare differentielle Rotation

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