Photometrie in mehreren Bändern mit SOFIA: Flecken auf dem sonnenähnlichen Stern CoRoT-2A und ihre Auswirkungen auf seinen Exoplaneten CoRoT-2b

• Antragsteller: Dr. Klaus Felix Huber
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239961424

Meine Mit-Antragssteller und ich werden einen Transit des Exoplaneten CoRoT-2b beobachten, ein Ereignis bei dem der Planet während einer Zeitspanne von einigen Stunden vor seinem sehr aktiven Stern CoRoT-2A vorüber zieht. Zum ersten Mal werden wir in der Lage sein dieses Ereignis simultan im visuellen und im infraroten Wellenlängenbereich zu beobachten, mit einer Qualität die beinahe der von Weltraumteleskopen entspricht. Diese Daten von SOFIA werden uns die Informationen liefern die wir benötigen um zwei Themengebiete genauer zu untersuchen:(a) Sind die gemessenen Radien von Exoplaneten zu groß?Aktuelle Messungen weisen darauf hin, dass die Radien vieler heißer, Jupiter-ähnlicher Exoplaneten viel größer sind als theoretische Modelle vorhersagen. Unsere Forschungsgruppe hat bereits gezeigt, dass die Aktivität von Sternen zu systematischen Fehler bei der Bestimmung von Planetenparameter führen kann, insbesondere bei den Radien der Planeten. Die Beobachtungen mit SOFIA erlauben es uns zu messen wie stark die Auswirkung von Flecken auf der Oberfläche des Sterns aufden zu großen Planetenradius sind. Das Resultat wird uns dabei helfen zu verstehen ob der beobachtete Radius dieser heißen, Jupiter-ähnlichen Planeten tatsächlich zu groß ist, was auf einen bis jetzt nicht berücksichtigten oder nicht verstanden physikalischen Effekt zurückzuführen sein muss, oder ob diese anomalen Radien nur auf einen in der Analyse von Lichtkurven nicht berücksichtigten Effekt der Sternflecken auf die Photometrie zurückzuführen sind.(b) Was sind die physikalischen Eigenschaften von Sternflecken?Lichtkurven können dazu benutzt werden um dunkle Flecken auf Sternoberflächen zu rekonstruieren. Für diese Aufgabe sind Transits von Exoplaneten von besonderem Interesse: Wenn der Planet vor der stellaren Scheibe vorbei zieht, wird die von ihm verdeckte Oberfläche des Sterns „gescannt“ und die Helligkeitsverteilung auf der Sternoberfläche spiegelt sich in der Deformation des Transit-Profils in der Lichtkurve wider. Unsere Forschungsgruppe hat diese Methode bereits anhand von Daten des Satelliten CoRoT demonstriert, wo wir die Evolution der Oberfläche von CoRoT-2A über einen Zeitraum von fast einem halben Jahr rekonstruierten. Die Beobachtungen mit SOFIA werden uns zusätzliche Informationen im Infrarot-Bereich geben, in dem CoRoT nicht beobachten kann. Damit wird es zum ersten Mal möglich sein die Temperatur dunkler Flecken unabhängig von ihrer unbekannten Größe, und damit sehr genau, zu messen. Sollte es uns sogar gelingen bei diesen Beobachtungen die Umbra und Penumbra eines einzelnen Flecks aufzulösen, wird es zum allerersten Mal möglich sein die Feinstruktur und Temperaturen von Umbra und Penumbra eines Flecks auf der Oberfläche eines anderen sonnen-ähnlichen Sterns zu messen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen