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Detektion und Morphologie von jungen extrasolaren Planetensystemen

Els, Sebastian G.

English Title: Detection and Morphology of Young Extrasolar Planetary Systems

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Postscript, German
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Abstract

Die Suche nach planetaren Begleitern um junge Sterne mittels Radialgeschwindigkeitsmessung ist aufgrund des Einflusses stellarer Aktivität stark eingeschränkt. Durch Simulationen des Einflusses von Sternflecken auf die Form von Absorptionslinien konnte gezeigt werden, daß eine Korrektur für derartige Effekte unter Anwendung einer Momentenentwicklung der Absorptionslinien theoretisch möglich ist. Um eine derartige Korrelation von Linienprofilvariationen und Radialgeschwindigkeiten empirisch zu suchen, wurden spektroskopische Beobachtungen von den aktiven Sternen Xi Bootis A, HD 166435 und iota Horologii einer Rotationsperiode gewonnen. Es konnten Korrelationen zwischen den Asymmetrien einzelner Linien und der Radialgeschwindigkeit bei Xi Bootis A und HD 166435 gefunden werden, die eine Korrektur der Radialgeschwindigkeit von 30 ermöglichen. Mittels Konstruktion eines mittleren Linienprofils konnte im Falle von HD 166435 eine Reduktion der Streuung der Radialgeschwindigkeit um 50, in den Bereich der Meßgenauigkeit der Radialgeschwindigkeit, erzielt werden. Ebenfalls wird die Möglichkeit der Detektion von Planeten in der protoplanetaren Akkretionsscheibe mittels Maserstrahlung vorgeschlagen und diskutiert. Die Resultate weisen auf ein streng periodisches Auftreten von Maseremission hin, das mit der Radialgeschwindigkeit der Emission korreliert ist. Die Morphologie der zwei extrasolaren Planetensysteme iota Horologii und Gliese 86, durch Beobachtungen im Nahinfraroten- und Millimeterbereich, wird vorgestellt. Im Rahmen dieser Studie wurde ein Begleiter um Gliese 86 gefunden. Ob es sich hierbei um einen Weißen oder Braunen Zwerg handelt, kann aus den vorgeliegenden Beobachtungsdaten nicht eindeutig geschlossen werden. Um iota Horologii konnte kein zirkumstellarer Staub nachgewiesen werden. Die Detektion einer schwachen Emission von Kohlenmonoxid könnte auf die Existenz von molekularem Gas um diesen Stern hindeuten.

Translation of abstract (English)

The detection of planets around young stars is hampered by the influence of stellar activity on the measurement of precise radial velocities. By simulating the variations of stellar absorption line profiles due to star spots a possible correction method was found by employing a momentum analysis of the absorption line profiles. To investigate the feasibility of the proposed method high resolution optical spectra of the active stars Xi Bootis A, HD 166435 and iota Horologii have been obtained covering one rotation period. In the case of Xi Bootis A and HD 166435 a correlation between individual line profile asymmetry variations was found, which makes a correction of the radial velocities by 30 possible. By contstructing a mean line profile a correction by 50, close to the level of measurement precision, is demonstrated for the case of HD 166435. This shows the possibility to correct for activity effects on the radial velocity measurements. Also the possibility of detecting planets still embedded in the protoplanetary accretion disk by means of maser radiation is proposed and discussed. The results indicate that if a planets trigger maser emission in the surround disk, the signal would be periodic and correlated with the radial velocity at which the signal is observed. Finally a study of the circumstellar environment of the extrasolar planetary systems Gliese 86 and iota Horologii using high resolution near infrared and submillimeter observing facilities is presented. This study led to the detection of a previously expected but undetected companion in the Gliese 86 system. The presented observations give no clear indication whether the found object is a brown or a white dwarf. No dusty material have been found around iota Horologii.A weak emission of carbon monoxide could have been detected indicating the presence of molecular material around this star. However this result needs future confirmation.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Duschl, Prof.Dr. Wolfgang J.
Date of thesis defense: 5 February 2002
Date Deposited: 15 Feb 2002 00:00
Date: 2002
Faculties / Institutes: Service facilities > Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH) > Institute of Theoretical Astrophysics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Astronomie, Planetenentstehung, Stern-Flecken, Maser, Adaptive Optik
Uncontrolled Keywords: Extrasolare Planeten , Radialgeschwindigkeiten , Stellare Aktivitätextrasolare planets , radial velocity , stellar activity , maser , adaptive optics
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