Systematische Untersuchung von stellaren Transitlichtkurven für die Characterisierung von kurz-periodischen Planeten

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Martin Pätzold
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 362584047

Mehr als 3500 extrasolare Planeten sind in den letzten Jahren entdeckt worden. Ein möglichst großes Ensemble verschiedenartigster Planetensysteme lässt Rückschlüsse auf die Entstehung, Evolution von Planetensystemen und auf die damit zusammenhängenden physikalischen Vorgänge zu. Die Transit-Methode ist die bisher erfolgreichste Methode zur Entdeckung und Charakterisierung von Exoplaneten. Weltraumteleskope wie CoRoT und Kepler haben eine große Anzahl von Sternen gleichzeitig und kontinuierlich über einen längeren Zeitraum beobachtet. Aus den Transit-Lichtkurven werden über Modelle die Orbitperiode, der planetare Radius und die planetare Halbachse relative zum Sternradius, die Inklination des planetaren Orbits und die Exzentrizität des planetaren Orbits bestimmt. Die Masse des Planeten kann kombiniert mit bodengestützter Nachbeobachtung (Radial-Geschwindigkeitsmethode, RV) oder mit der Transit-Time Variation (TTV) abgeleitet werden. Weitere physikalische Eigenschaften von Planetensystemen konnten bereits in vereinzelten Lichtkurven nachgewiesen werden (von Planeten reflektiertes Licht, Ellipsoidvariationen, die differentielle Rotation des Sterns, Winkel zwischen Sternrotationsachse und Planetenorbit, Scheiben von Planetenüberesten). Für andere Eigenschaften existieren nur grobe Abschätzungen wie diese in den Lichtkurven auftauchen könnten (z.B. Apsidenpräzession, Monde, Ringe und Trojaner).In diesem Projekt sollen alle vorhandenen Transitlichtkurven der Kepler, CoRoT und K2 Missionen systematisch nach bekannten und/oder bisher nur theoretisch vorhergesagten Variationen vor, innerhalb oder nach dem Transit untersucht werden. Weiterhin sollen statistische Analysen bisher ungeklärte Variationen in den Lichtkurven charakterisieren und so physikalischen Phänomenen zugeordnet werden. Wir wollen unsere große und intensive Erfahrung, die wir bei der Untersuchung von stellaren Lichtkurven mit den Weltraumteleskopen CoRoT, Kepler und K2 gewonnen haben, ausnutzen und bereits mit der eigenen Detektionspipeline verarbeitete Daten tiefergehend untersuchen. Ein neues nummerisches Lichtkurvenmodell soll entwickelt werden. Dieses Modell soll in der Lage sein, physikalische Phänomene zu simulieren, die bisher in dem bekannten und gebräuchlichen Mandel-Agol Modell nicht berücksichtigt wurden. Das Modell soll abschätzen, ob diese Phänomene bei heutiger Technik nachweisbar sind und/oder welche Variationen für welche Phänomene in Frage kommen (Periode, Spektraltyp des Sterns, etc.). Diese neuen Informationen können auch zur Identifizierung von false positives verwendet werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1992: Exploration der Diversität extrasolarer Planeten