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Search for planets around young stars with the radial velocity technique

Weise, Patrick

German Title: Suche nach Planeten um junge Sterne mit der Radialgeschwindigkeits-Methode

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Abstract

Giant planets form in circumstellar disks around young stars. Two alternative theoretical formation concepts, disk instability and core accretion, may both apply under certain conditions, but core accretion is believed to be the main mechanism. No observational proof of the dominant process has been found thus far. Therefore, this thesis aims to detect sub-stellar companions orbiting young stars (1–100 Myr), because characteristics of young planets give input on formation processes involved. For this thesis, echelle spectra of 100 young stars have been obtained and analysed for vsini and basic stellar parameters. The radial-velocity has been calculated by cross-correlation of the spectra with templates using MACS. Stellar activity has been characterized by the analysis of the line bisector and other indicators. For 12 of the analysed stars, the radial-velocity variation is most likely caused by rotational modulation of stellar activity. Furthermore, one brown dwarf and six giant planets orbiting stars with ages of 2–90 Myr have been found. However, the ages of the stars are ill constraint and the number of found sub-stellar companions is too low to draw serious conclusions for formation processes. The frequency of giant planets and brown dwarfs around young stars is comparable to the frequency around solar-like stars.

Translation of abstract (German)

Riesenplaneten entstehen in zirkumstellaren Scheiben um junge Sterne. Es existieren zwei verschiedene theroretische Beschreibungen, wonach Riesenplaneten durch gravitative Instabilität oder Kern-Akkretion entstehen. Beide Modelle können auch zusammen unter bestimmten Bedingungen zutre en, aber die Kern-Akkretion scheint der dominante Prozess zu sein. Bisher wurde jedoch die Planetenentstehung noch nicht direkt beobachtet. Aus diesem Grund soll in dieser Arbeit nach sub-stellaren Begleitern um junge Sterne (1–100 Mjahre) gesucht werden, da die Eigenschaften junger Planeten wichtige Hinweise auf die Prozesse der Planetenentstehung geben können. In dieser Arbeit wurden echelle Spektren von 100 jungen Sternen aufgenommen und deren Eigenschaften charakterisiert. Die Radialgeschwindigkeit wurde durch Kreuz-Korrelation der Spektren mit Vorlagen in MACS gewonnen. Weiterhin wurde die stellare Aktivität durch die Analyse des Linien Bisektors und anderer Indikatoren, charakterisiert. Für 12 der untersuchten Sterne ist die Variation der Radialgeschwindigkeit durch die Modulation der stellaren Aktivität mit der Rotationsperiode gegeben. Weiterhin wurden sechs Riesenplaneten und ein Brauner Zwerg im Orbit um junge Sterne (2–90 Myr) gefunden. Dennoch ist die Anzahl der gefundenen sub-stellaren Begleiter zu wenig und das Alter der Sterne zu ungenau um Aussagen zu der Entstehung von Planeten zu treff en. Allerdings ist die Häufigkeit von Riesenplaneten und Brauner Zwerge um junge Sterne ähnlich derer um sonnenähnliche Sterne.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Henning, Prof. Dr. Thomas
Date of thesis defense: 13 October 2010
Date Deposited: 15 Oct 2010 12:04
Date: 2010
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Astronomy
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
Controlled Keywords: Extrasolarer Planet, Sternaktivität
Uncontrolled Keywords: Radialgeschwindigkeitradial velocity , stellar activity , extrasolar planet
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