Analysis of high-precision spectroscopic and photometric data for planet and stellar characterisation
La detecció de la primera estrella binària més de 200 anys enrere va representar l'inici de tot un nou camp de l'astrofísica dedicat a l'estudi de l'evolució i les interaccions d'aquests sistemes, fent servir com a principal eina l'anàlisi del moviment reflex causat pel...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:257715 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/257715 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Astrofísica Astrophysics Exoplanetes Exoplanetas Exoplanets Estrelles Estrellas Stars Ciències Experimentals |
| Sumario: | La detecció de la primera estrella binària més de 200 anys enrere va representar l'inici de tot un nou camp de l'astrofísica dedicat a l'estudi de l'evolució i les interaccions d'aquests sistemes, fent servir com a principal eina l'anàlisi del moviment reflex causat pel company orbitant. Va ser només qüestió de temps que els instruments de mesura assolissin un nivell de precisió prou elevat per a detectar els moviments induïts per planetes sobre les seves estrelles. El descobriment del primer exoplaneta fa quasi tres dècades va suposar la creació d'un reguitzell de projectes dedicats a la cerca de nous mons, els quals estan produint un munt de dades que també estan essent utilitzades amb la finalitat d'estudiar diferents propietats de les estrelles. L'objectiu principal d'aquesta tesi és l'estudi i caracterització d'exoplanetes, estrelles i sistemes estel·lars mitjançant l'anàlisi de dades provinents de projectes dedicats a la cerca d'exoplanetes amb instruments d'alta precisió. Aquest és el cas dels projectes CARMENES i TESS, que tenen l'objectiu de trobar planetes fent servir el mètode de la velocitat radial i la detecció de trànsits planetaris, respectivament, posant un èmfasi especial en estrelles de tipus M. Primerament, hem desenvolupat un nou mètode per a determinar les propietats de les taques estel·lars i dels moviments convectius en estrelles M usant la variabilitat induïda per l'activitat estel·lar. En particular, hem modelat les velocitats radials cromàtiques i la fotometria de l'estrella YZ CMi fent servir el software de modelatge d'activitat estel·lar StarSim. L'anàlisi ha revelat la presència d'una gran taca polar amb una temperatura 200 K inferior a la de l'estrella, trobant també que el moviment convectiu de l'estrella podria tenir un moviment invers a l'esperat. A partir d'un anàlisi combinat de velocitats radials antigues i de CARMENES, en aquesta tesi presentem la detecció d'un mini Neptú i una superterra al voltant de les estrelles M LSPM J2116+0234 i GJ 686, respectivament, just fora del límit intern de les respectives zones habitables. Per tal d'evitar la determinació esbiaixada de les característiques dels planetes, hem modelat els senyals planetaris conjuntament amb els provinents de l'activitat estel·lar, els quals hem modelat amb soroll correlat. Els paràmetres orbitals resultants d'aquesta anàlisi corresponen a períodes orbitals de 14.45 d i 15.53 d, i masses mínimes de 12.8 i 6.6 masses terrestres pels planetes LSPM J2116+0234b i GJ 686b, respectivament. El mètode de velocitats radials emprat per a detectar exoplanetes amb CARMENES també permet la detecció de sistemes múltiples. En aquest treball, anunciem el descobriment de 17 nous sistemes, dels quals determinem les òrbites espectrals. La mostra està formada per 15 sistemes binaris (5 amb companyes no detectades) i 3 sistemes triples. Hem determinat que les companyes no detectades de dues de les binàries tenen masses mínimes compatibles amb una nana marró, i demostrem que un sistema binari està format per una nana blanca i una estrella M. Un anàlisi conjunt de velocitats radials i astrometria ens ha permès determinar les masses d'un sistema binari, el qual esdevé un dels sistemes més joves amb masses mesurades. Per últim, hem usat fotometria de TESS per a derivar el temps d'eclipsi de 16 binàries eclipsants excèntriques. Mitjançant l'anàlisi de l'evolució de les diferències entre el temps d'eclipsi primari i secundari amb el temps, hem determinat el moviment apsidal de 10 sistemes, 5 dels quals són mesurats per primer cop. Hem comparat les nostres mesures amb prediccions teòriques obtenint una concordança excel·lent. Hem sigut capaços de mesurar el terme relativista amb prou precisió per a testejar la relativitat general amb aquest mètode per primer cop. |
|---|