L`uso dell` asterosismologia nella caratterizzazione dei pianeti

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L’USO DELL’ASTROSISMOLOGIA NELLA CARATTERIZZAZIONE
DEI PIANETI EXTRASOLARI
Ennio PORETTI – INAF OABrera
IL SATELLITE CoRoT
Lanciato il 27 dicembre 2006
Durata missione : estesa fino al 2013
long runs (2x80 giorni nella stessa direzione)
short runs (20-25 giorni)
CCD A1
Asterosismologia
Stelle luminose 5.5 < V < 9.5
CCD E1
0A1
5  in ciascun puntamento
CCD A2
CCD E2
Ricerca pianeti
Stelle deboli 11.0 < V < 16.5
6 000  in ciascun puntamento
0E1
0A2
3.05°
0E2
2.70°
Il Metodo dei Transiti
Informazioni dirette:
Inclinazione
Semiasse maggiore
Raggio planetario
Utilizzando anche Doppler:
Massa esatta del pianeta
Densità
Spettroscopia durante transito:
Angolo tra asse di
rotazione stella e piano
orbitale (effetto Rossiter)
Osservazioni occultazione nell’infrarosso:
Conferma ellitticità
Fotoni dal pianeta (spettro)
COROT 1b
Fit con formalismo di Mandel & Agol
Legge quadratica di limb-darkening (Claret)
RISULTATI
Fit curva di luce bianca
a/RS= 4.89±0.06
RP/RS= 0.1334±0.0016
tc= 2593.3263±0.0008
sin i = 0.996±0.001
Fit curve di luce colorate
RP/RS= 0.1350±0.0018
RP/RS= 0.1349±0.0015
RP/RS= 0.1332±0.0008
RP = 1.46±0.07 RG
RP = 1.45±0.07 RG
RP = 1.44±0.07 RG
Utilizzando RS = 1.11±0.05 R"
Tesi di Laurea
di Francesco Borsa
CoRoT 3b: l’anello mancante tra stella e pianeta
Tesi di Laurea
di Francesco Borsa
P = 4.25695±0.00009 giorni
a/RS= 7.90±0.18
RP/RS= 0.0608±0.0006
tc= 2695.5700±0.0012
sin i= 0.998±0.001
RS = 1.56±0.09 R"
Le profondità sono
nettamente diverse
M = 21.7±1 MG
RP = 0.78±0.07 RG
RP = 0.78±0.07 RG
RP = 0.98±0.06 RG
Conferma che è
oggetto stellare!
Conferma teoria
bruciamento deuterio
COROT 7
0.87 raggi solari, 1.5 miliardi di anni (stimata),
a 500 anni luce dalla Terra
Pianeta 7b :
Periodo orbitale: 20 ore
2.6 milioni km dalla stella (23 volte più vicino di
Mercurio)
5 masse terrestri, 2 raggi terrestri. PIANETA ROCCIOSO.
Pianeta 7c : Periodo orbitale: 3.7 giorni
6.9 milioni km dalla stella
Pianeta 7d : Periodo orbitale: 9.0 giorni
12.0 milioni km dalla stella
Batalha et al. 2011, ApJ 792, 27
Nonradial modes
Each pulsational mode is defined
by three numbers n , l , m
n : radial number
l : nodes on the surface
m : how many nodes from the poles
Asteroseismology
Power spectrum of light curve gives frequencies ν Large [email protected] Δ ∝ √M/R3  density Small [email protected] d02  probe the core  age Inversions + model fi9ng + ν  consistent ρ, M, Ω, J, age: Uncertainty in Mass ~ 2%
Uncertainty in Age ~ 10% Asteroseismic age of the Sun: 4.68 +/- 0.02 Gys
(Houdek & Gough, 2007) 12
Large separation has sensitivity to the stellar mean density
and the maximum frequency to temperature
Small separation has sensitivity to the sound-speed
in the core
M.-J. Goupil,
PLATO Science Conference,
Berlin, February 2011
HR 7349, Carrier et al., 2010
Noise requirements: seismic analysis
≤ 2.7 x 10-5 in 1 hr
power (ppm2/µHz)
CoRoT HD 49385 mV = 7.4 137 days PLATO equivalent mV = 9.6
same data noise 2.7 x 10-5 in 1 hr PLATO equivalent mV = 10.8
frequency (µHz)
PLATO target samples
Main focus of
PLATO:
Bright and nearby
stars !!
>1,000 very
bright
(mV≤8)
cool dwarfs/subgiants
for 3 years
> 20,000
bright
(~ mV≤11)
cool dwarfs/subgiants
(>F5V&IV):
exoplanet transits
AND
seismic analysis of their host stars
AND
ultra-high precision RV follow-up
noise < 2.7 10-5 in 1hr
for 3 years
>3,000 very
bright
(mV≤8)
exoplanets
around bright and nearby stars
cool dwarfs/subgiants
for >5 months
> 5,000 nearby M-dwarfs (mV≤15)
noise < 8. 10-4 in 1hr for 3 years
+ > 5,000 for 2-5 months
> 245,000 cool dwarfs/subgiants (~ mV≤13)
exoplanet transits + RV follow-up
noise < 8.10-5 in 1hr for 3 years
+ lists of additional
targets presenting
specific interest
Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune and icy-rocky trans-neptunian bodies
Interaction between giant planets and external bodies.
Increase of the angular moments of the giant planets.
INSTABILITY: Jupiter and Saturn in 2:1 resonance.
Giant planets shifted outward
20
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