Search for transiting exoplanets in globular clusters
(2023) ASTK03 20231Astrophysics
Department of Physics
- Abstract
- This project consists of a transit search in the Messier 3 Globular cluster with the goal to assess the difficulties of observing planetary transits in globular clusters. M3 was observed for a short period of time and by performing PSF fitting, flux measurements could be done to extract light curves of the 290 stars that are included in this project. To determine the stellar type, an HR-diagram was done by observing the cluster with a g and r filter on the telescope. The results confirmed the hypothesis that the center of the cluster is too crowded so that no light curves could be extracted. However, at some distance from the center, a transiting Hot Jupiter with radius 1R_J could be readily visible around 90% of the Main Sequence stars in... (More)
- This project consists of a transit search in the Messier 3 Globular cluster with the goal to assess the difficulties of observing planetary transits in globular clusters. M3 was observed for a short period of time and by performing PSF fitting, flux measurements could be done to extract light curves of the 290 stars that are included in this project. To determine the stellar type, an HR-diagram was done by observing the cluster with a g and r filter on the telescope. The results confirmed the hypothesis that the center of the cluster is too crowded so that no light curves could be extracted. However, at some distance from the center, a transiting Hot Jupiter with radius 1R_J could be readily visible around 90% of the Main Sequence stars in the cluster. At this distance from the center, reliable light curves could be extracted around other types of stars as well. However, due to the big stellar radius of the Subgiant and Giant stars compared to the planetary radius, the transit depth was too small in order to be readily visible in the light curves due to noise. My result points towards an absence of exoplanets in Globular Clusters. This is because the results show a lot of stars where a planetary transit would be easy to detect, thus they could have been detected in previous transit searches done by researchers that had more time and used a better observational setup. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Vi hittar planeter ̈överallt vi tittar i Vintergatan. De ser olika ut var man ̈an kollar. Men det finns några platser där planeter verkar vara obefintliga: i klotformiga stjärnhopar. Dessa innehåller hundratusentals stjärnor som, på grund av gravitation emellan dem, hålls ihop och bildar ett stjärnsystem som sträcker sig över hundratals ljusår i diameter. Än så länge har bara en exoplanet hittats i en klotformig stjärnhop och anledningen till att bara en har hittats är ̈ännu inte fastställd. På grund av det stora antalet stjärnor i dessa ”små” system ̈ar densiteten hög, vilket gör det mycket svårt att observera individuella stjärnor. Dåliga observationsinstrument, där stjärnor inte kan observeras individuellt, kan vara anledningen till att... (More)
- Vi hittar planeter ̈överallt vi tittar i Vintergatan. De ser olika ut var man ̈an kollar. Men det finns några platser där planeter verkar vara obefintliga: i klotformiga stjärnhopar. Dessa innehåller hundratusentals stjärnor som, på grund av gravitation emellan dem, hålls ihop och bildar ett stjärnsystem som sträcker sig över hundratals ljusår i diameter. Än så länge har bara en exoplanet hittats i en klotformig stjärnhop och anledningen till att bara en har hittats är ̈ännu inte fastställd. På grund av det stora antalet stjärnor i dessa ”små” system ̈ar densiteten hög, vilket gör det mycket svårt att observera individuella stjärnor. Dåliga observationsinstrument, där stjärnor inte kan observeras individuellt, kan vara anledningen till att enbart en planet har hittats, men kanske att exoplaneter här ̈ar väldigt sällsynta. Resultatet av min forskning kommer inte bara att ge mer kunskap om vad vi vet om exoplanetpopulationen i stjärnhopar, utan också hur klotformiga stjärnhopar beter sig och vad som pågår inuti dem. På grund av den ̈okande luminositeten när man närmar sig centrum av stjärnhopen har vi stora begränsningar för att observera exoplaneterna. Och som sagt tidigare: planeter förväntas finnas överallt i universum runt nästan varje stjärna. Så vad skulle vara anledningen till att de inte upptäckts i en stjärnhop?
För att undersöka denna fråga kommer jag att göra observationer av en klotformig stjärnhop och sedan genomföra mätningar av stjärnornas luminositet för att till slut få fram ljuskurvor som beskriver stjärnornas luminositet över tid. Standardavvikelsen i ljuskurvorna kommer att jämföras med hur mycket stjärnans luminositet minskar när en planet med 1R_J färdas framför stjärnan. Detta förhållandet kommer visa för vilka stjärnor som en transit är synlig och inte synlig. Resultatet kommer att beskriva på vilka platser i stjärnhopen som vi har bäst förutsättningar för att observera planeter.
Anledningen till att detta arbete är viktigt är inte bara för att få en klar bild av sammansättningen av ett klotformigt stjärnhop, utan också för att få kunskap om planeter i allmänhet. Om vi skulle hitta planeter i dessa system, skulle de se annorlunda ut? Men huvudsakligen kommer forskningen att ge en tydlig bild av exoplaneters population. Hur planeter beter sig och hur de ser ut baserat på deras miljöer är en viktig del av vår förståelse av livet utanför jorden. Sammanfattningsvis, för att förstå den verkliga naturen hos planeter måste vi känna till deras förekomst i universum, och det ̈ar huvudmålet med min forskning. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9131475
- author
- Nilsson, Oskar LU
- supervisor
- organization
- course
- ASTK03 20231
- year
- 2023
- type
- M2 - Bachelor Degree
- subject
- report number
- 2023-EXA217
- language
- English
- id
- 9131475
- date added to LUP
- 2023-07-19 11:01:07
- date last changed
- 2023-08-30 14:56:49
@misc{9131475,
abstract = {{This project consists of a transit search in the Messier 3 Globular cluster with the goal to assess the difficulties of observing planetary transits in globular clusters. M3 was observed for a short period of time and by performing PSF fitting, flux measurements could be done to extract light curves of the 290 stars that are included in this project. To determine the stellar type, an HR-diagram was done by observing the cluster with a g and r filter on the telescope. The results confirmed the hypothesis that the center of the cluster is too crowded so that no light curves could be extracted. However, at some distance from the center, a transiting Hot Jupiter with radius 1R_J could be readily visible around 90% of the Main Sequence stars in the cluster. At this distance from the center, reliable light curves could be extracted around other types of stars as well. However, due to the big stellar radius of the Subgiant and Giant stars compared to the planetary radius, the transit depth was too small in order to be readily visible in the light curves due to noise. My result points towards an absence of exoplanets in Globular Clusters. This is because the results show a lot of stars where a planetary transit would be easy to detect, thus they could have been detected in previous transit searches done by researchers that had more time and used a better observational setup.}},
author = {{Nilsson, Oskar}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Search for transiting exoplanets in globular clusters}},
year = {{2023}},
}