• Título:  SEARCH AND CHARACTERIZATION OF EXO-EARTHS: PARTICIPATION IN THE DEVELOPMENT OF THE ESPRESSO SPECTROGRAPH FOR THE VLT
• Autor:  Suárez Mascareño, Alejandro
• Universidad:  Universidad de La Laguna
• Departamento:  Instituto de Astrofísica de Canarias
• Fecha de Lectura:  03/11/2016
• Programa de doctorado:  Programa de Doctorado en Astrofísica por la Universidad de La Laguna
• Dirección: 
  • REBOLO LÓPEZ, RAFAEL    (Director)
  • GONZÁLEZ HERNANDEZ, JONAY ISAI    (Codirector)
• Tribunal: 
  • Zapatero Osorio, María Rosa    (presidente)
  • Régulo Régulo , Clara     (secretario)
  • ALONSO SOBRINO, ROI    (vocal)
• Descriptores: 
  • ASTRONOMIA Y ASTROFISICA
  • PLANETAS
  • ESTRELLAS
  • ESPECTROSCOPIA ASTROFISICA
• Localización:  SEARCH AND CHARACTERIZATION OF EXO-EARTHS: PARTICIPATION IN THE DEVELOPMENT OF THE ESPRESSO SPECTROGRAPH FOR THE VLT
• 291552_878360.pdf
• Resumen:
  La búsqueda de exotierras por medio de espectroscopía doppler se enfrenta hoy en día a dos grandes dificultades. La primera es de carácter técnico. En estrellas de tipo solar la precisión de los instrumentos existentes limita la amplitud de las señales que se pueden medir a aquellas producidas por supertierras a separaciones orbitales cercanas a sus estrellas. Los planetas de tipo terrestre orbitando alrededor de estrellas de tipo solar producen variaciones muy inferiores a 1 m/s excepto a distancias muy cercanas a la estrella. La llegada de ESPRESSO y el Laser Frequency Comb como unidad de calibración paliarán esta limitación al llevar la precisión de las medidas hasta el rango de los 5 cm/s. Hasta ese momento la búsqueda en estrellas de tipo solar queda limitada a supertierras. La alternativa en estos momentos está en la búsqueda alrededor de estrellas de tipo M, ya que su baja masa hace que las señales de los planetas de tipo terrestre sean detectables con los instrumentos actuales. La segunda dificultad está en las variaciones en velocidad radial producidas por las inhomogeneidades de la superficie de las estrellas. Los cambios en las regiones activas de la superficie en las estrellas y su rotación provocan variaciones periódicas en la velocidad radial que pueden ir desde menos de 1 m/s en estrellas tranquilas hasta varias decenas de m/s en las más activas y pueden ser fácilmente confundidas con la variación provocada por planetas rocosos. En el caso de las estrellas M la necesidad de realizar este análisis de las señales originadas por la actividad estelar resulta aun más importante. Las señales inducidas por las estrellas M tempranas tienen periodos compatibles con los de las órbitas de los planetas en la zona habitable de estas estrellas, y amplitudes compatibles con las de las supertierras. Con el aumento de precisión previsto para el futuro estas señales aparecerán hasta en las estrellas menos activas conocidas, resultando cada vez más importante entenderlas y modelarlas correctamente. Usando series temporales de indicadores cromosféricos de espectros de alta resolución y curvas fotométricas estudiamos la variabilidad de 176 estrellas de baja actividad magnética de tipos espectrales desde F tardío hasta M intermedio, buscando tanto actividad a largo plazo (ciclos similares al ciclo solar) como a corto plazo (rotación). Presentamos nuevas medidas de ciclos magnéticos para 105 estrellas, y periodos de rotación para 123 estrellas. Estudiamos la distribución de periodos de rotación, donde encontramos una evolución hacia mayores valores en la duración del periodo en los tipos espectrales más tardíos. Esa evolución se detiene al llegar a las estrellas de tipo K temprano, y se reanuda al cruzar la frontera de las estrellas M2. Estudiamos así mismo la distribución de ciclos magnéticos, sin encontrar diferencias evidentes entre las estrellas de diferentes tipos espectrales. Estudiamos la relación entre el periodo de rotación medido y el nivel medio de actividad cromosférica, medido como el log(Rhk). Para ello extendemos la calibración del log(Rhk) para cubrir estrellas de B-V hasta ~2.0. Encontramos una fuerte correlación entre el periodo de rotación medido y el nivel de actividad cromosférica, que permite predecir el periodo de rotación de estrellas desde estrellas de tipo G hasta estrellas de tipo M intermedio de secuencia principal con una precisión del ~23\%. Analizamos las curvas de velocidad radial de 133 estrellas buscando tanto señales de velocidad radial inducidas por actividad como señales inducidas por planetas. Detectamos la señal inducida por rotación en 46 estrellas, con amplitudes desde 0.3 hasta 16.4 m/s. Estudiamos la relación entre la amplitud de las señales inducidas y los indicadores de actividad cromosférica, encontrando una vez más una correlación entre el nivel medio de actividad log(Rhk) y la amplitud de la señal inducida. Esta relación nos enseña que las estrellas FGK siguen un comportamiento similar, mientras que para las estrellas M las amplitudes inducidas son mayores. Encontramos también una relación entre la amplitud de la modulación rotacional del índice Smw y la amplitud de la señal en velocidad radial inducida por la rotación. En este caso encontramos dos poblaciones bien diferenciadas, divididas por las estrellas de tipo K intermedio. Tras limpiar las curvas de velocidad radial de señales inducidas por actividad llevamos a cabo una búsqueda de señales dinámicas en la misma muestra de estrellas. Recuperamos la mayor parte de los candidatos a planetas previamente publicados, salvo unos pocos casos donde atribuimos a la señal un origen intrínseco a la estrella. Presentamos el descubrimiento de seis nuevos planetas alrededor de las estrellas HD 1581, HD 161098, HD 176986, GJ 536 y GJ 3998, con masas mínimas de 5.87 +- 0.99, 26.60 +- 4.39, 4.86 +- 0.66 y 5.47 +- 0.84 Me, 2.35 +- 0.42 Me y 6.12 +- 1.11 Me respectivamente, situados a 0.321, 2.503, 0.061, 0.066, 0.029 y 0.089 au de sus estrellas. Los dos últimos publicados ya por Affer et al. 2016. Cinco de ellos probablemente sean planetas rocosos. Sugerimos también la presencia de un séptimo en la estrella HD 161098 con una masa mínima de 5.30 +-1.22 Me orbitando a una distancia de 0.317 au, que podría ser habitable si se diesen las condiciones atmosféricas apropiadas. Sugerimos por último la presencia de otros cinco candidatos que aún requieren observaciones adicionales y un análisis detallado.