Transit Timing Variationen in Planetensystemen - Photometrische Nachbeobachtung von Kepler-Kandidaten mit Hilfe eines weltweiten Teleskop-Netzwerks

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Dreizler
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 264005490

Das Kepler Space Telescope hat während seiner vierjährigen Beobachtungsmission tausende von Exoplanetenkandidaten mit Hilfe der Transit-Methode entdeckt. Eine Bestätigung als Planet erfordert zumindest die Bestimmung einer Obergrenz der Masse des Kandidaten. In Mehrfach-Systemen hat sich dabei die Messung der Transit Timing Variation (TTV) als effiziente und erfolgreiche Methode etabliert, da diese aus den photometrischen Daten der Kepler-Mission allein und damit ohne aufwändige Nachbeobachtungen mittels Radialgeschwindigkeitsmessungen gewonnen werden können. Wegen technischer Probleme musste die Kepler-Mission vorzeitig abgebrochen werden, so dass viele Kandidaten mit TTVs auf langen Zeitskalen existieren, die ohne eine weiter Nachbeobachtung nicht analysiert werden können. Um dieses Dilemma zu überwinden, haben wir KOINet organisiert. KOINet ist ein von uns geleitetes, weltweites Teleskopnetzwerk, bestehend aus zwanzig Teleskopen verteilt über alle Längengrade, mit dem Ziel, Kepler-Kandidaten photometrisch nachzubeobachten. Die besondere Stärke dieses Netzwerks liegt in der Verfügbarkeit auch von größeren Teleskopen, die eine hohe photometrische Präzision ermöglichen und somit die Nachbeobachtung auch flacher Transits von kleinen Planeten sicher stellen. Durch die Verteilung über die Längengrade von China bis zu den USA können wir auch lange Transits nahezu ununterbrochen und zu jeder Zeit nachbeobachten. Die erreichbare Genauigkeit der TTV-Messungen ist dabei vergleichbar mit der des Kepler-Satelliten. KOINet hat damit das Potential, den einmaligen Datensatz der Kepler-Mission weiter auszuwerten und Erkenntnisse zu gewinnen, die sonst durch das vorzeitige Ende verloren gehen würden. Das Ziel unseres Projekts ist, TTVs von 58 ausgewählten Systemen nachzubeobachten, um 1) die Planeten-Kandidaten zu bestätigen oder zu verwerfen, 2) die physikalischen Parameter der bestätigten Planeten und Planetensysteme möglichst genau zu bestimmen und 3) Eigenschaften von weiteren, nicht-bedeckenden Planeten einzugrenzen. KOINet wird also eine erhebliche Zahl von gut bestimmten Planeten-Parametern wie Masse, Radius und mittlere Dichte liefern, sowie die Architektur dieser Planetensysteme aufdecken. Wir tragen damit signifikant dazu bei, die Population der Exoplaneten besser zu charakterisieren und wichtige Fragen zur Entstehung und Entwicklung von Planeten zu lösen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• Beteiligte Personen: Dr. Carolina Essen; Frederic Hessman, Ph.D.; Dr. Tim-Oliver Husser; Dr. Aviv Ofir