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A search for transiting extrasolar planets with the LAIWO instrument

Moyano D'Angelo, Maximiliano Leonardo

German Title: Eine Suche nach extra-solaren Planeten mit LAIWO

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Abstract

In this thesis we study the necessary methods to perform a transit search for extrasolar planets. We apply these methods to search for planets in one of the fields of the LAIWO project: the Cygnus-Lyra field (Laiwo VI). We describe the problems that systematic effects can introduce for precise relative photometry at the millimagnitude level (~3mmag). Ways to minimize and quantify this correlated noise are also described. We test the weaknesses and strenghts of two transit detection algorithms (TDA) namely the Box fitting algorithm (BLS) and the TRUFAS algorithm using archive data from the OGLE project and simulations of the first year of the Pan-Planets survey. These projects are similar in terms of telescope size and field of view to the LAIWO survey. We have found that the main limitations of the BLS algorithm are the transit depth and correlated noise (Red Noise). The TRUFAS detection efficiency correlates with the number of points in transit and the number of transits present in the light curve, and, its detection efficiency is low (less than ~ 50%) for these type of ground-based observations. Finally, we create from the LAIWO data light curves which are suitable to detect planets among the stars brighter than R = 16.5 mag. We have found 31 eclipsing binaries and 18 light curves that have transits consistent with a planet. Of these detections, 3 eclipsing binaries and 8 planet candidates were independently found by the KEPLER survey. Of the 10 newly discovered transiting planets, 3 are promising to justify follow-up confirmation studies, which are always necessary to probe the planetary nature of a transiting companion.

Translation of abstract (German)

In dieser Arbeit untersuchen wir die notwendigen Routinen, um extrasolare Planeten nach der Transit-Methode zu suchen. Wir wenden diese Methoden in einem der Himmelsfelder des LAIWO-Projekts im Cygnus-Lyra-Feld (Laiwo VI'') an und beschreiben, welche Probleme systematische Effekte fuer die praezise relative Photometrie auf dem Millimagnituden-Niveau (~3mmag) darstellen. Ferner beschreiben wir Wege dieses korrelierte Rauschen zu quantifizieren und zu minimieren. Wir vergleichen die Staerken und Schwaechen der zwei Transit-Detektions-Algorithmen Box fitting algorithm'' (BLS) und TRUFAS, indem wir Archiv-Daten des OGLE-Projekts und Simulationen von Daten aus dem ersten Jahr der Pan-Planets-Durchmusterung verwenden. Diese beiden Datensaetze sind hinsichtlich Hauptspiegeldurchmesser und Gesichtsfeld der verwendeten Instrument-Teleskop-Kombination vergleich zum LAIWO-Survey. Wir fanden, dass der BLS-Algorithmus hauptsaechlich durch die Transittiefe und das korreliertes Rauschen (das so genannte Red Noise'') beschraenkt ist. Die TRUFAS-Detektionseffizienz korreliert mit der Anzahl der Messpunkte im Transit und der Anzahl der beobachteten Transits; sie ist kleiner als ~50% fuer die oben beschriebenen bodengebundenen Beobachtungen. Schliesslich erzeugen wir Lichtkurven aus den LAIWO-Daten die zur Entdeckung von Planeten um Sterne heller als R = 16.5 geeignet sind. Darin fanden wir 31 bedeckungsveraenderliche Doppelsterne und 18 Lichtkurven, die mit Planetentransits vereinbar sind. Drei dieser bedeckungsveraenderlichen Doppelsterne und acht der Planetentransits wurden in der unabhaengigen Durchmusterung von KEPLER gefunden. Unter den zehn von KEPLER nicht gefundenen moeglichen lanetendurchgaengen sind drei erfolgversprechende Kandidaten, die nun in einer Nachfolgestudie gruendlicher untersucht werden muessen, um zu bestaetigen, dass es sich bei den Transits tataechlich um Planeten handelt.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Henning, Prof. Dr. Thomas
Date of thesis defense: 19 January 2011
Date Deposited: 25 Jan 2011 12:26
Date: 2011
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Astronomy
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
Uncontrolled Keywords: planeten suchen Transit-Methodeplanet search transit method
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