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Galactic Aspects of Gravitational Microlensing: High Magnification Events and Stellar Limb-darkening of a Source Star in the Galactic bulge

Zub, Marta Maria

German Title: Die galaktischen Aspekte des Mikrogravitationslinseneffekts: hochverstärkte Ereignisse und Randverdunkelung eines Quellsterns im galaktischen Bulge

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Abstract

Gravitational microlensing provides a powerful tool to search for extrasolar planets of stars at distances of order of several kpc. The suspicion of a planetary signal in the two high magnification events OGLE 2006-BLG-245 and MOA 2006-BLG-099 led us to perform a detailed modelling and analysis of those two events. Based on the comparison of single-lens and binary-lens models, we demonstrate that the observed light curve deviations are not caused by a planetary companion. Our modelling and analysis of four other high magnification events illustrate the possibility to study detection efficiencies of microlensing data sets to planetary companions. We also present a detailed study of the single-lens OGLE 2004-BLG-482 microlensing event, used to measure the brightness profile of the background lensed star located in the Galactic bulge. We performed data reduction and analysis of well sampled observations of this event obtained by the PLANET, OGLE and MicroFUN collaborations in the I, R and clear filters. We also used a high resolution spectrum obtained with VLT/UVES close to the peak of the light curve to determine the fundamental parameters of the source star, that we find to be a cool red M3 giant with Teff = 3667±150K, logg = 2.1±1.0. We then performed a detailed microlensing modelling of the light curve to measure linear limb-darkening coefficients and to provide new diagnostics of such measurements through microlensing. We compare our results to model-atmosphere predictions based on limb-darkening coefficients for the corresponding stellar parameters. Our limb-darkening measurements agree very well with predictions of the model atmosphere, for both linear limb-darkening laws and alternative limb-darkening profiles based on a principal component analysis of ATLAS stellar atmosphere models.

Translation of abstract (German)

Der Mikro-Gravitationslinseneffekt ist ein wertvolles Werkzeug um extrasolare Planeten um Sterne im Abstand von wenigen kpc zu finden. Die Vermutung eines Planetensignals in den zwei hochverstärkten Mikrolinsenereignissen OGLE 2006-BLG-245 und MOA 2006-BLG-099 veranlasste uns, eine detaillierte Modellierung und Analyse vorzunehmen. Basierend auf dem Vergleich modellierter Einzel- und Doppellinsensysteme zeigten wir, dass die Abweichungen in den beobachteten Lichtkurven nicht durch einen planetaren Begleiter verursacht wurden. Unsere Modellierung und Analyse vier weiterer hochverstärkter Mikrolinsenereignisse veranschaulicht die Möglichkeit, die Detektionseffizienz von Mikrolinsen-Datensätzen hinsichtlich planetarer Begleiter zu untersuchen. Wir analysieren ausserdem das Einzellinsenereignis OGLE - 2004-BLG-482, welches dazu benutzt wurde das Helligkeitsprofil des gelinsten Hintergrundsterns im galaktischen Bulge zu messen. Wir führten die Datenreduktion und Analyse hochaufgelöster Lichtkurven dieses Ereignisses durch, welche von den Kollaborationen PLANET, OGLE und MicroFUN mit I-, R- und Klar-Filtern aufgenommen wurden. Wir benutzten ein hochaufgelöstes VLT/UVES-Spektrum, nahe der Maximalverstärkung aufgenommen, um fundamentale Parameter des Quellsterns zu bestimmen, welcher sich als kühler M3-Riesenstern mit Teff = 3667±150K, logg = 2.1±1.0 entpuppte. Die detaillierte Mikrolinsen-Modellierung der Lichtkurve erlaubte uns Randverdunkelungskoeffizienten zu bestimmen und stellt damit eine Diagnose solcher Messungen durch den Mikrolinseneffekt bereit. Der Vergleich unserer Ergebnisse mit Vorhersagen von Modellatmosphären für die entsprechenden stellaren Parameter zeigt, dass diese sehr gut sowohl mit den linearen Randverdunkelungsgesetzen als auch mit alternativen Randverdunkelungsprofilen, gewonnen aus einer Hauptkomponentenanalyse von ATLAS-Modellen von Sternenatmosphären, übereinstimmen.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Wambsganß, Prof. Dr. Joachim
Date of thesis defense: 6. May 2009
Date Deposited: 20. May 2009 16:26
Date: 2009
Faculties / Institutes: Service facilities > Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH) > ZAH: Astronomisches Rechen-Institut
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
Controlled Keywords: Mikrogravitationslinseneffekt, Riesenstern, Extrasolarer Planet, Modellierung, Lichtkurve, M-Stern, Datenanalyse, Profile
Uncontrolled Keywords: magnification , limb-darkening , binary-lens , model-atmosphere
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