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Stellar companions to exoplanet host stars: A Lucky Imaging survey of transiting exoplanet systems

Wöllert, Maria

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Abstract

About half of all nearby stars are part of a binary or multiple star system, yet little is known about how multiplicity affects the formation and subsequent evolution of planetary systems. For instance, stellar companions may promote the inward migration of massive planets into very short orbits or cause misalignment between the planetary orbit and the stellar spin axis depending on the properties of the system. Moreover, the ignorance about the presence of a close stellar companion to a transiting exoplanet host star may introduce biases in the derivation of planetary parameters.

In this thesis, I present the results of our Lucky Imaging search for stellar companions around more than 100 transiting exoplanet host stars. Besides characterizing the companion candidates, I calculate the probability that the companion candidates are gravitationally bound using two different statistic approaches, and I look for a correlation between binarity and hot Jupiters with aligned/misaligned orbits. I calculate the effect of unresolved stellar companions on the deduced planetary parameters, in particular the correction for the radii for two planets.

Additionally, I present photometric and spectroscopic observations of the young binary HD102077 for which I determine the orbital parameters, the spectral type of the two components, the space motion, age, and moving group membership.

Translation of abstract (German)

Etwa die Hälfte aller Sterne in der Sonnenumgebung sind Teil eines Doppel- oder Mehrfachsystems. Dennoch ist wenig bekannt darüber, inwiefern stellare Begleiter die Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen beeinflussen. Zum Beispiel könnten stellare Begleiter die Einwärtswanderung von Heißen Jupitern vereinfachen oder, abhängig von den Systemparametern, eine Abweichung zwischen der Planetenumlaufbahn und der Rotationsachse des Muttersterns hervorrufen. Ferner können ungesehene Doppelsternkomponenten die Bestimmung der Planeteneigenschaften in Transitsystemen verfälschen.

In der vorliegenden Doktorarbeit stelle ich die Ergebnisse unserer Lucky-Imaging-Suche nach stellaren Begleitern um mehr als 100 Sterne mit Transitplaneten vor. Neben der Charakterisierung der Begleiterkandidaten berechne ich mit zwei verschiedenen statistischen Ansätzen die Wahrscheinlichkeit, dass die gefundenen Sterne gravitativ gebunden sind und ich untersuche, ob ein Zusammenhang zwischen der Doppelsternhäufigkeit und dem Vorhandensein von Heißen Jupitern mit parallelen bzw. gekippten Umlaufbahnen besteht. Ich bestimme überdies den Einfluss unaufgelöster stellarer Begleiter auf die ermittelten Planetenparameter und berechne insbesondere die Radiusänderung für zwei Planeten.

Zusätzlich präsentiere ich fotometrische und spektroskopische Beobachtungen von dem jungen Doppelstern HD102077, für den ich neue Orbitparameter bestimme, wie auch den Spektraltyp der beiden Komponenten, ihre Raumbewegung und ihr Alter. Diese Daten nutze ich, um zu überprüfen, ob HD102077 einer Bewegungsgruppe angehört.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Henning, Prof. Dr. Thomas
Date of thesis defense: 12 May 2016
Date Deposited: 05 Jul 2016 11:27
Date: 2016
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
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