Spin-Bahn-Winkelmessungen von Multi-Transit-Planetensystemen um aktive Sterne (beide heißen und kühlen Sternen)

• Antragsteller: Mahmoudreza Oshagh, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273970133

• Erstellungsjahr: 2019

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Verständnis der Architektur von extra-solaren Planetensystemen ist eines der vordringlichen Ziele, um ein besseres Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen zu erlangen. Der projizierte Winkel zwischen Bahn-Drehimpuls und stellarer Rotationsachse ist dabei eine fundamentale Größe. Die beste Messmethode beruht auf der Messung der Radialgeschwindigkeitsvariation während eines Transits, d.h. whrend der Sternbedeckung durch den Planeten. Die dabei auftretenden Variationen sind als Rossiter-McLaughlin-Effekt bekannt. Da diese Messungen aufwändig sind, hat man sich bisher auf Einzelmessungen beschränkt. Stellare Aktivität kann die Messung aber erheblich beeinflussen, wir haben daher den Effekt der Aktivität systematisch und umfassend untersucht. Wir haben dazu ein existierendes Simulationsprogramm SOAP3.0 entsprechend modifiziert und mit Hilfe der Simulationen festgestellt, dass stellare Aktivität in der Tat einen erheblichen Einfluss hat, die systematische Fehler bis zu 30 degree hervorrufen kann, speziell bei Systemen, deren projizierter Winkel klein ist. Wir haben so festgestellt, dass die gemessene gute Ausrichtung von Systemen daher robust ist. Daräber hinaus haben wir den Rossiter-McLaughlin-Effekt bei drei aktiven Sterne mit Planeten wiederholt gemessen und so zum ersten Mal die Unterschiede im projizierten Winkel von Transit zu Transit gemessen. Dieser war mit bis zu 42 degrees noch größer als von den Simulationen her erwartet und unterstreicht nochmals die Wichtigkeit wiederholter Messungen bei so aktiven Sternen. Mit den Beobachtungsdaten haben wir dann Methoden untersucht, um robuste Messungen zu erhalten. Eine verwendet bei mehren Transits gemittelte Daten, was ein sehr gutes Resultat liefert. Die Andere verwendet simultane photometrische Beobachtungen, um den Effekt der Aktivität durch Modellierung kompensieren zu können.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Can stellar activity make a planet seem misaligned?, (2016), A&A, 593, A25
  M. Oshagh, S. Dreizler, N. C. Santos, P. Figueira, and A. Reiners
  
• Modeling the Rossiter-McLaughlin Effect: Impact of the Convective Center-to-limb Variations in the Stellar Photosphere, (2016), ApJ, 819, 67
  H. M. Cegla, M. Oshagh,, C. A. Watson, et al.
  
• Detection of titanium oxide in the atmosphere of a hot Jupiter, (2017), Nature, 549, 238
  E. Sedaghati, H. M. J. Boffin, R. J. MacDonald, S. Gandhi, N. Madhusudhan, N. P. Gibson, M. Oshagh, A. Claret, H. Rauer
  
• How eclipse time variations, eclipse duration variations, and radial velocities can reveal S-type planets in close eclipsing binaries, (2017), MNRAS, 466, 4683
  M. Oshagh, R. Heller, and S. Dreizler
  
• Understanding stellar activity-induced radial velocity jitter using simultaneous K2 photometry and HARPS RV measurements, (2017), A&A, 606, A107
  M. Oshagh, N. C. Santos, P. Figueira, et al.
  
• Activity induced variation in spin-orbit angles as derived from Rossiter-McLaughlin measurements, (2018), A&A, 619, A150
  M. Oshagh A. H. M. J. Triaud, A. Burdanov, et al.
  
• Detecting transit signatures of exoplanetary rings using SOAP3.0, (2018), A&A, 609, A21
  B. Akinsanmi, M. Oshagh, N. C. Santos, and S. C. C. Barros