Detecting Transiting Exoplanets in Crowded Fields
(2022) ASTK02 20221Lund Observatory - Undergoing reorganization
- Abstract
- The first planet orbiting a main-sequence star was discovered in 1995. Since then more than 4000 additional exoplanets have been discovered. This is a rapidly evolving field in astrophysics. One of the most common ways to detect an exoplanet is through transit, as the brightness of the host star decreases. The transit method is suitable for surveying a large number of stars at the same time and most of the exoplanets discovered so far are from this particular method. In this study, it was investigated if it would be feasible to detect transiting exoplanets in globular clusters. So far globular clusters have been surveyed but no exoplanets have been detected in these environments. The possibility of finding exoplanets in globular clusters... (More)
- The first planet orbiting a main-sequence star was discovered in 1995. Since then more than 4000 additional exoplanets have been discovered. This is a rapidly evolving field in astrophysics. One of the most common ways to detect an exoplanet is through transit, as the brightness of the host star decreases. The transit method is suitable for surveying a large number of stars at the same time and most of the exoplanets discovered so far are from this particular method. In this study, it was investigated if it would be feasible to detect transiting exoplanets in globular clusters. So far globular clusters have been surveyed but no exoplanets have been detected in these environments. The possibility of finding exoplanets in globular clusters was investigated by simulating an observation of a globular cluster once every half an hour for the span of five days with a simulated telescope and detector. Light curves were measured from the stars with simulated photon noise and read-out noise. The box least squares method was then used to detect transiting exoplanets from extracted light curves. The efficiency for finding exoplanets was 31% in a cluster with 20 000 stars, 17% in a cluster with 50 000 stars, 1.5% in a globular cluster with 100 000 stars, and 0% in a globular cluster with 150 000 stars. This leads to the conclusion that surveys for exoplanets are limited by how close the stars are to each other as they can not be resolved and this diminishes the efficiency. However, in clusters with a smaller number of stars exoplanets can be detected as it is less crowded. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- I vårt universum finns det ett nästan ändlöst antal extra-solära planeter, så kallade exoplaneter. Den första planeten utanför vårt solsystem upptäcktes 1995 och antalet har ökat drastiskt sedan dess. Ett av de vanligaste sätten att upptäcka exoplaneter är genom att använda transitmetoden. När en planet är i omloppsbana runt en stjärna så kan det hända att planeten blockerar en del ljus som stjärnan strålar ut från vårat perspektiv vilket vi kan observera. Men det finns miljöer i rymden som har väldigt många stjärnor i ett litet område, och i dessa miljöer är det svårt att upptäcka exoplaneter genom transitmetoden. Ett exempel på en sådan miljö är klotformiga stjärnhopar. En klotformig stjärnhopp är en stor samling stjärnor med mer och mer... (More)
- I vårt universum finns det ett nästan ändlöst antal extra-solära planeter, så kallade exoplaneter. Den första planeten utanför vårt solsystem upptäcktes 1995 och antalet har ökat drastiskt sedan dess. Ett av de vanligaste sätten att upptäcka exoplaneter är genom att använda transitmetoden. När en planet är i omloppsbana runt en stjärna så kan det hända att planeten blockerar en del ljus som stjärnan strålar ut från vårat perspektiv vilket vi kan observera. Men det finns miljöer i rymden som har väldigt många stjärnor i ett litet område, och i dessa miljöer är det svårt att upptäcka exoplaneter genom transitmetoden. Ett exempel på en sådan miljö är klotformiga stjärnhopar. En klotformig stjärnhopp är en stor samling stjärnor med mer och mer stjärnor ju närmare centrum man är och det finns hundratals sådana i vår galax.
Det finns ett intresse att hitta exoplaneter i dessa miljöer. Astronomer vill kunna hitta exoplaneter i så många olika miljöer som möjligt för att kunna nå en bättre förståelse till hur planeter skapas och utvecklas. Om planeter kan upptäckas i dessa miljöer skulle det ge nya insikter till processerna bakom hur planeter formas och utvecklas.
Det finns också anledningar till varför just transitmetoden ska användas i detta arbetet. Det finns ett flertal olika metoder för att upptäcka exoplaneter och de har alla olika fördelar och nackdelar. En av fördelarna med transitmetoden är att det är det enda sättet att veta radien av en exoplanet. Transitmetoden kan även användas när ett stort antal stjärnor observeras samtidigt, för många andra metoder kan bara en stjärna i taget observeras. Detta är speciellt användbart när miljöer så som klotformiga stjärnhopar observeras eftersom det är så många stjärnor där. Eftersom alla olika metoder har olika fördelar och nackdelar så är det ideellt att använda ett flertal olika metoder för att undersöka egenskaperna av exoplaneter.
I detta projektet undersöktes det om transitmetoden kunde användas för att upptäcka exoplaneter i miljöer med mycket stjärnor genom en datorsimulering eftersom en upptäckt av en exoplanet i en sådan miljö skulle kunnna vidga förståelsen av exoplaneter och hur dem formas. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9096848
- author
- Larsson, Eddie LU
- supervisor
- organization
- course
- ASTK02 20221
- year
- 2022
- type
- M2 - Bachelor Degree
- subject
- keywords
- Transit method, Globular cluster, crowded environments, exoplanets, transiting exoplanets
- report number
- 2022-EXA197
- language
- English
- id
- 9096848
- date added to LUP
- 2022-08-11 11:49:57
- date last changed
- 2022-08-11 11:49:57
@misc{9096848,
abstract = {{The first planet orbiting a main-sequence star was discovered in 1995. Since then more than 4000 additional exoplanets have been discovered. This is a rapidly evolving field in astrophysics. One of the most common ways to detect an exoplanet is through transit, as the brightness of the host star decreases. The transit method is suitable for surveying a large number of stars at the same time and most of the exoplanets discovered so far are from this particular method. In this study, it was investigated if it would be feasible to detect transiting exoplanets in globular clusters. So far globular clusters have been surveyed but no exoplanets have been detected in these environments. The possibility of finding exoplanets in globular clusters was investigated by simulating an observation of a globular cluster once every half an hour for the span of five days with a simulated telescope and detector. Light curves were measured from the stars with simulated photon noise and read-out noise. The box least squares method was then used to detect transiting exoplanets from extracted light curves. The efficiency for finding exoplanets was 31% in a cluster with 20 000 stars, 17% in a cluster with 50 000 stars, 1.5% in a globular cluster with 100 000 stars, and 0% in a globular cluster with 150 000 stars. This leads to the conclusion that surveys for exoplanets are limited by how close the stars are to each other as they can not be resolved and this diminishes the efficiency. However, in clusters with a smaller number of stars exoplanets can be detected as it is less crowded.}},
author = {{Larsson, Eddie}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Detecting Transiting Exoplanets in Crowded Fields}},
year = {{2022}},
}