Advanced

Can there be an Earth-like planet in HD37605?

Appelgren, Johan LU (2017) In Lund Observatory Examensarbeten ASTK02 20171
Lund Observatory
Abstract
Detection of Earth-mass planets on orbits around 1 AU with the radial velocity method has so far not been possible, the Doppler velocity they induce on their host star is too small to be detected. Planetary systems detected with the radial velocity method might then contain undetected Earth-like planets. One such planetary system is HD37605, which contains a star similar to the Sun and two gas giants. One on a highly eccentric low semi-major axis orbit, and one on a near circular orbit almost 4 AU out. In this thesis the possibility that an Earth-like planet, with 1 M$_\oplus$ or 2 M$_\oplus$ masses, can remain on stable orbits within the habitable zone of HD37605 is investigated. This is done by simulating HD37605 with an additional... (More)
Detection of Earth-mass planets on orbits around 1 AU with the radial velocity method has so far not been possible, the Doppler velocity they induce on their host star is too small to be detected. Planetary systems detected with the radial velocity method might then contain undetected Earth-like planets. One such planetary system is HD37605, which contains a star similar to the Sun and two gas giants. One on a highly eccentric low semi-major axis orbit, and one on a near circular orbit almost 4 AU out. In this thesis the possibility that an Earth-like planet, with 1 M$_\oplus$ or 2 M$_\oplus$ masses, can remain on stable orbits within the habitable zone of HD37605 is investigated. This is done by simulating HD37605 with an additional planet for 20 Myr using the Mercury package. Orbits are considered stable if the simulations does not end in an ejection or collision, and they are considered habitable if the additional planet never leaves the habitable zone. It was found that stability varies a lot over the habitable zone. Peak stability occurs at 0.9 AU and 1.2 AU, and peak instability at 1.1 AU. Habitable runs were found in a region between 0.95 AU and 1 AU. This was the only region where the eccentricity oscillations induced on the additional planet can remain small enough that the planet does not leave the habitable zone. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Planeters omloppsbanor är, trots att det kanske verkar så på en tidsskalan som ett mänskligt liv, inte oförenderliga. I planetsystem med två eller flera planeter så påverkar planeterna på varandras omloppsbanor med deras gravitation. Planeterna växelverkar med varandra och ett utbyte av energi och rörelsemängdsmoment sker. Rörelsemängdsmoment är motsvarigtheten till rörelsemängd för saker i rotation. Detta utbyte ändrar planeternas omloppsbanor och kan, med tiden, leda till att planetsystemet blir ostabilt och planeter kolliderar eller kastas ut ur systemet.

I detta projekt så undersökt planetsystemet HD37605. Det är ett system som består av en Sol-lik stjärna med två gasjättar i omloppsbana runt den. Ena gasjätten har en väldigt... (More)
Planeters omloppsbanor är, trots att det kanske verkar så på en tidsskalan som ett mänskligt liv, inte oförenderliga. I planetsystem med två eller flera planeter så påverkar planeterna på varandras omloppsbanor med deras gravitation. Planeterna växelverkar med varandra och ett utbyte av energi och rörelsemängdsmoment sker. Rörelsemängdsmoment är motsvarigtheten till rörelsemängd för saker i rotation. Detta utbyte ändrar planeternas omloppsbanor och kan, med tiden, leda till att planetsystemet blir ostabilt och planeter kolliderar eller kastas ut ur systemet.

I detta projekt så undersökt planetsystemet HD37605. Det är ett system som består av en Sol-lik stjärna med två gasjättar i omloppsbana runt den. Ena gasjätten har en väldigt excentriskt bana mycket nära stjärnan. Den andra har en nästan cirkulär bana och är ungefär fyra gånger så avlägsen från sin stjärna som Jorden är från Solen. Målet med projektet är att undersöka om detta system skulle kunna inehålla en Jordliknande planet med en omloppsbana lik Jordens utan att bli ostabilt. Detta görs genom att simulera systemet på en dator. Omloppsbanorna undersöks sedan för att se om de befinner sig inom den beboliga zonen. Den beboliga zonen är det område kring en stjärna där flytande vatten kan existera. Planeter inom detta område skulle då potentiellt kunna upprätthålla liv.

Man kan fråga sig vad mening med att simulera att det finns ytterligare en planet i HD37605 är när vi redan observerat systemet och sett att det finns två planeter. Dessa två planeter upptäcktes dock med en metod som inte är känslig nog för att upptäcka en så liten planet som Jorden på en omloppsbana inom den beboliga zonen. Så om en sådan planet skulle finnas där så sulle vi inte upptäcka den med dagens teknologi. Möjligheten finns alltså att det existerar en oupptäckt, potentiellt bebolig, planet i planetsystemet HD37605. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Appelgren, Johan LU
supervisor
organization
course
ASTK02 20171
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
Orbital stability, Dynamics, Exoplanets
publication/series
Lund Observatory Examensarbeten
report number
2017-EXA124
language
English
id
8916483
date added to LUP
2017-06-19 15:55:15
date last changed
2017-06-19 15:55:15
@misc{8916483,
  abstract     = {Detection of Earth-mass planets on orbits around 1 AU with the radial velocity method has so far not been possible, the Doppler velocity they induce on their host star is too small to be detected. Planetary systems detected with the radial velocity method might then contain undetected Earth-like planets. One such planetary system is HD37605, which contains a star similar to the Sun and two gas giants. One on a highly eccentric low semi-major axis orbit, and one on a near circular orbit almost 4 AU out. In this thesis the possibility that an Earth-like planet, with 1 M$_\oplus$ or 2 M$_\oplus$ masses, can remain on stable orbits within the habitable zone of HD37605 is investigated. This is done by simulating HD37605 with an additional planet for 20 Myr using the Mercury package. Orbits are considered stable if the simulations does not end in an ejection or collision, and they are considered habitable if the additional planet never leaves the habitable zone. It was found that stability varies a lot over the habitable zone. Peak stability occurs at 0.9 AU and 1.2 AU, and peak instability at 1.1 AU. Habitable runs were found in a region between 0.95 AU and 1 AU. This was the only region where the eccentricity oscillations induced on the additional planet can remain small enough that the planet does not leave the habitable zone.},
  author       = {Appelgren, Johan},
  keyword      = {Orbital stability,Dynamics,Exoplanets},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  series       = {Lund Observatory Examensarbeten},
  title        = {Can there be an Earth-like planet in HD37605?},
  year         = {2017},
}