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Charlas de tesistas 2014 Búsqueda de planetas en estrellas del Hemisferio Sur Lic. Romina P. Petrucci Director: Dr. Pablo Mauas Co-director: Dra. Mercedes Gómez 1995: Descubrimiento del 1° planeta extrasolar alrededor de una estrella de secuencia principal. 51 Pegasi b: MP = 0.47 MJ M* ~ 1MSol a ~ 0.05 UA 1995: Descubrimiento del 1° planeta extrasolar alrededor de una estrella de secuencia principal. 51 Pegasi b: MP = 0.47 MJ M* ~ 1MSol a ~ 0.05 UA Muy cercano a la estrella!!! Distancia Mercurio-Sol: 0.38 UA 1995: Descubrimiento del 1° planeta extrasolar alrededor de una estrella de secuencia principal. 51 Pegasi b: MP = 0.47 MJ M* ~ 1MSol a ~ 0.05 UA Muy cercano a la estrella!!! Distancia Mercurio-Sol: 0.38 UA 1792 planetas extrasolares confirmados ¿Qué es un planeta? M > 80 MJup Estrella M e/ 13-80 MJup M < 13 MJup Enana Marrón Planeta Técnicas de Detección de Planetas Extrasolares • Velocidades radiales • Tránsitos • Imagen directa • Microlentes Gravitacionales • Timming de púlsares • Astrometría • TTVs Técnicas de Detección de Planetas Extrasolares • Velocidades radiales • Tránsitos • Imagen directa • Microlentes Gravitacionales • Timming de púlsares • Astrometría • TTVs VELOCIDADES RADIALES Curva de VR VELOCIDADES RADIALES • Mpseni grandes • P pequeños K P Marcy et al. 1997 K + grandes VELOCIDADES RADIALES • Mpseni grandes • P pequeños K + grandes Más fácilmente detectables los planetas gigantes y muy cercanos a la fuente central K P Marcy et al. 1997 VELOCIDADES RADIALES • Mpseni grandes • P pequeños K + grandes Más fácilmente detectables los planetas gigantes y muy cercanos a la fuente central K Mpseni, aseni, e P Marcy et al. 1997 VELOCIDADES RADIALES • Mpseni grandes • P pequeños K + grandes K P Marcy et al. 1997 Km/seg VELOCIDADES RADIALES • Mpseni grandes • P pequeños K + grandes K P Marcy et al. 1997 50 m/seg !!! Km/seg TRÁNSITOS PLANETARIOS Actualmente hay 1134 planetas detectados TRÁNSITOS PLANETARIOS … Qué parámetros podemos obtener de la curva de luz? TRÁNSITOS PLANETARIOS … Qué parámetros podemos obtener de la curva de luz? F TRÁNSITOS PLANETARIOS … Qué parámetros podemos obtener de la curva de luz? tT TRÁNSITOS PLANETARIOS … Qué parámetros podemos obtener de la curva de luz? tF TRÁNSITOS PLANETARIOS … Qué parámetros podemos obtener de la curva de luz? i RP/RE T0 P VELOCIDADES RADIALES MPseni TRÁNSITOS PLANETARIOS + i VELOCIDADES RADIALES MPseni TRÁNSITOS PLANETARIOS + i Conocemos la masa: podemos confirmar si es o no un planeta!! VELOCIDADES RADIALES MPseni TRÁNSITOS PLANETARIOS + i Conocemos la masa: podemos confirmar si es o no un planeta!! Problema: Candidatos alrededor de Estrellas débiles son difíciles de confirmar por VR. Conocemos un sistema con un planeta transitante... ¿Cómo buscar otros planetas en tal sistema? TTVs: técnica de búsqueda de cuerpos planetarios en sistemas con un planeta que presenta tránsitos. TTVs (Variaciones en los Tiempos de Mínimo) ESTRELLA + PLANETA P P TTVs (Variaciones en los Tiempos de Mínimo) ESTRELLA + PLANETA P P …Pero ESTRELLA + PLANETA + PERTURBADOR P P+P TTVs (Variaciones en los Tiempos de Mínimo) TTVs (Variaciones en los Tiempos de Mínimo) TTVs (Variaciones en los Tiempos de Mínimo) Planeta que transita: a1, P1 Planeta perturbador: es externo, [(a2 > a1 )] con P2 y M2, entonces las variaciones temporales típicas entre tránsitos sucesivos: con t depende de: - la distancia al perturbador (a2 ---> P2) - Periodo orbital del planeta transitante P1 - Masa del perturbador (M2) - Masa de la estrella (M*) TTVs (Variaciones en los Tiempos de Mínimo) Planeta que transita: a1, P1 Planeta perturbador: es externo, [(a2 > a1 )] con P2 y M2, entonces las variaciones temporales típicas entre tránsitos sucesivos: con t depende de: - la distancia al perturbador (a2 ---> P2) - Periodo orbital del planeta transitante P1 - Masa del perturbador (M2) - Masa de la estrella (M*) t son más fácilmente detectables, alrededor de estrellas frías con compañeras planetarias alejadas de la fuente central. TTVs (Variaciones en los Tiempos de Mínimo) • Cuando el planeta transitante es perturbado por uno que no transita • Cuando el planeta y el perturbador transitan R1 ,R 2 ,M 1, M 2 R1 ,M 2 ρ1 ρ 2 TTVs (Variaciones en los Tiempos de Mínimo) • Cuando el planeta transitante es perturbado por uno que no transita • Cuando el planeta y el perturbador transitan R1 ,R 2 ,M 1, M 2 R1 ,M 2 ρ1 ρ 2 Las mediciones de VR no serán necesarias para determinar masas y por lo tanto densidades. Ejemplos…. KOI-94 ME=1.25MS (Hirano et al. 2012) 4 planetas transitantes • KOI-94c • KOI-94d Masuda et al. (2013) Ejemplos…. Qatar-1 M2: 5 -32 MT Von Essen et al. (2013) Nuestro trabajo: WASP-4 b • Descubierto por el relevamiento WASP en 2008 (Wilson et al. 2008). • Sistema: estrella G7V + Júpiter-caliente (MP = 1.28 MJ , Rp = 1.39 RJ ) en una órbita circular con un P=1.33 días. a=0.02 UA. • WASP-4b presenta un radio superior al predicho por los modelos. • Estrella activa: presencia de manchas. Prot=34 días (Hoyer et al. 2013). Wilson et al. (2008), Winn et al. (2009), Gillon et al. (2009), Southworth et al. (2009), Dragomir et al. (2011), SanchisOjeda et al. (2011), Nikolov et al. (2012), Hoyer et al. (2013) Análisis No Homogéneo Conclusiones erróneas sobre TTVs Ejemplo: WASP-5 Análisis no-homogéneo: TTVs !!!! Fukui et al. (2011) Ejemplo: WASP-5 Análisis no-homogéneo: TTVs !!!! Fukui et al. (2011) Análisis homogéneo: No TTVs Hoyer et al. (2012) Nuestro trabajo: Observaciones Análisis Homogéneo: 20 CL ya publicadas + 8 CL (ETD) + 6 CL nuestras Nuestro trabajo: Observaciones Análisis Homogéneo: 20 CL ya publicadas + 8 CL (ETD) + 6 CL nuestras 0.40 m THG (CASLEO) 1.54m (EABA) + Colaboradores: IAFE: Martín Schwartz, Pablo Perna, Andrea Buccino. OAC: Emiliano Jofré, Virginia Cúneo, Leticia Ferrero, Cintia Martínez, Leila Saker, Elizabeth Artur de la Villarmois. Trabajos anteriores: tránsitos desde 2008 a 2011 (4 años) En este trabajo: tránsitos desde 2008 a 2013 (6 años) Curvas de Luz WASP-4 Petrucci et al. (2013) Parámetros Finales TTVs Petrucci et al. (2013) Periodograma de Lomb-Scargle: Ningún pico significativo : 54 segundos Excluye la presencia de un perturbador TTVs Petrucci et al. (2013) Periodograma de Lomb-Scargle: Ningún pico significativo ¿ : 54 segundos? Excluye la presencia de un perturbador ¿Otra clase de fenómeno? Sanchis-Ojeda et al. (2011) Osagh et al. (2013) Diferencias en T0 de hasta 200 seg!! : 54 segundos Manchas sobre la superficie estelar Otros indicios de posibles compañeros: Variaciones en la inclinación: Petrucci et al. (2013) Otros indicios de posibles compañeros: Variaciones en la profundidad: Perturbador: Otro planeta Perturbador: Satélite Otros indicios de posibles compañeros: Variaciones en la profundidad: Perturbador: Otro planeta Perturbador: Satélite Fenómeno PPE Otros indicios de posibles compañeros: Variaciones en la profundidad: Perturbador: Satélite Otros indicios de posibles compañeros: Variaciones en la profundidad: Petrucci et al. (2013) Puntos más destacables La aplicación confiable de la técnica de TTVs requiere la observación de MUCHOS TRANSITOS con una amplia cobertura temporal que sean analizados de forma HOMOGENEA. Puntos más destacables La aplicación confiable de la técnica de TTVs requiere la observación de MUCHOS TRANSITOS con una amplia cobertura temporal que sean analizados de forma HOMOGENEA. Con INSTRUMENTAL ARGENTINO (Ej: THG y MATE) es posible llevar acabo este tipo de estudios de ALTA PRECISION. Charlas de tesistas 2014 Búsqueda de planetas en estrellas del Hemisferio Sur Lic. Romina P. Petrucci Director: Dr. Pablo Mauas Co-director: Dra. Mercedes Gómez
