Spektroskopische Untersuchung der äußeren Atmosphäre des Exoplaneten HD 189733 b

• Antragsteller: Dr. Stefan Czesla
• Subject Area: Astrophysik und Astronomie
• Term: from 2013 to 2019
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 243354337

Ich schlage vor, im Rahmen einer Dissertation die Atmosphäre des Heißen Jupiters HD 189733 b mittels hochaufgelöster Transitspektroskopie zu untersuchen. Die kontinuierlich wachsende Zahl der bekannten extrasolaren Planetensysteme offenbart eine ungeheure Vielfalt an Planeten mit unterschiedlichsten Massen, Dichten, Bahnkonfigurationen und somit höchstwahrscheinlich auch sehr verschiedenen Atmosphären. Zu den überraschenden Entdeckungen zählen die nah am Stern kreisenden, jovianischen Planeten - die Heißen Jupiter.Das konkrete Ziel des Antrages ist der Nachweis und die Untersuchung der Atmosphäre des Heißen Jupiters HD 189733 b, der durch die Kombination von sehr hellem und zugleich stark aktivem Zentralstern aus den etwa tausend bekannten Exoplaneten herausragt. Die geplante Studie basiert auf einem Satz von ca. 250 hochaufgelösten Transitspektren, die ich am 1. Juli 2012 mit dem UVES Spektrographen aufgenommen habe. Dazu kommen zwei weitere Datensätze aus dem ESO- und Keck-Archiv, die bisher nicht unter diesem Gesichtspunkt untersucht wurden.Nach der Reduktion der Daten soll die Planetenatmosphäre durch Analyse der Ca II H und K und H-alpha-Linien nachgewiesen werden. Ferner soll ein in unseren Daten vorhandener stellarer Flare und dessen mögliche Auswirkungen auf die planetare Atmosphäre, insbesondere unter dem Gesichtspunkt des Massenverlusts, untersucht werden.Obwohl bereits mehrere Detektionen der Atmosphäre von HD 189733 b publiziert wurden, bleibt die Stärke der atmosphärischen Absorption strittig. Da ein Großteil der relevanten hochenergetischen Strahlung möglicherweise in Flares freigesetzt wird, erscheint zudem eine zeitlich variable Atmosphäre wahrscheinlich.Im Bestreben die Atmosphäre und den über sie stattfindenden Massenverlust besser zu verstehen, sind daher weitere Messungen der atmosphärischen Absorption von HD 189733 b unbedingt erforderlich.Die außergewöhnlich hohe photometrische Stabilität unserer Daten erlaubt eine Untersuchung der Farbabhängigkeit des Transits. Diese bietet einen Zugang zur Mitte-Rand-Verdunklung des aktiven Zentralsterns und eine weitere Möglichkeit das Absorptionsverhalten der Planetenatmosphäre zu untersuchen.Mit der stetig steigenden Zahl bekannter Planeten wächst gleichzeitig die Zahl zu untersuchender Atmosphären.

• DFG Programme: Sachbeihilfen