Estudio de planetas extrasolares por el método de tránsitos

Resumen

Con el trabajo desarrollado para esta tesis hemos contribuido a un avance en la investigacion de exoplanetas, obteniendo resultados muy interesantes e innovadores que nos han permitido llegar a las siguientes conclusiones: Mediante las observaciones llevadas a cabo con la red TrES, y el nodo canario STARE, y su seguimiento posterior, hemos desarrollado un procedimiento para la deteccion de planetas transitantes en busqueda fotometricas, Empezamos por el analisis, que va desde las imagenes originales del telescopio a las curvas de luz que se han de decorrelar debido al ruido sistematico. Como resultado senal de este proceso se han obtenido varios candidatos. Para estos candidatos, mostramos que es posible descartar algunos de ellos mediante un analisis detallado de sus curvas de luz. Se aplican observaciones de seguimiento espectroscopicas y fotometricas detalladas al resto de los candidatos posibles. Por medio de estas observaciones se puede reducir aun mas el numero de posibles falsas alarmas. Finalmente, el proceso se reduce a tres candidatos que todavia estan pendientes de confirmar con medidas de velocidades radiales de alta precisi¿on que no han ofrecido aun resultados concluyentes. Sin embargo, la confirmacion de otros candidatos como TrES-2 en la que hemos participado muestran las bondades del metodo. Hemos mostrado las aplicaciones y demostrado las venta jas de observaciones de transitos primarios y eclipses secundarios en el infrarro jo, con ejemplos en los exoplanetas HD 189 733b, GJ 436b y COROT-2b: Para HD 189 733b, observado en reiteradas ocasiones, hemos encontrado que nuestro limite de 2-¿ en la profundidad del eclipse secundario (< 0.05 % en el filltro Ks ) es coherente con observaciones publicadas en la literatura. Adem¿as, nuestras observaciones de los transitos primarios de HD 189 733b son tambi¿en coherentes. Se estima una temperatura de equilibrio con albedo nulo de Teq = 1 534 K y, adicionalmente, utilizando esta temperatura se estima una profundidad esperada en el filltro Ks de 0.03 %, consistente con las observaciones y la literatura. Continuando, tambi¿en se ha realizado fotometria infrarro ja utilizando LIRIS en el WHT, con los filtros H y Ks . Se ha observado la estrella matriz de CoRoT-2b en torno a dos eclipses secundarios en dos noches con buenas condiciones fotom¿etricas. Para la profundidad del eclipse secundario en la banda de H se ha obtenido un limite superior de 3-¿ del 0.17 %, mientras que se ha confirmado una detecci¿on tentativa de un eclipse con una profundidad de 0.16 ± 0.09 % en la banda Ks . Se ha estimado una temperatura de equilibrio de 1964 ± 35 K y una profundiad de 0.11 % en el filltro H y 0.23 % en el filtro Ks. Ambas profundidades son consistente con las observaciones. Finalmente, con observaciones infrarro jas, hemos obtenido un transito del Neptuno caliente GJ 436b en la banda H. Una vez que se combinaron los observaciones del TCS con unas observaciones de Spitzer ya publicadas, nuestros datos han resultado ser de calidad comparable a estos ultimos, alcanzando el mismo nivel de precision. Se han analizado las dos series de observaciones de una manera coherente y se ha encontrado que el cambio de la inclinacion orbital es de 0.02 ±0.04 grados en el lapso de tiempo entre las dos observaciones. Como consecuencia, un candidato a un exoplaneta adicional, GJ 436c, propuesto para este sistema en la literatura debe ser rechazado. Se han obtenido varias observaciones de transitos de TrES-1 con el Hubble Space Telescope (HST) y desde tierra con el telescopio IAC80. Sobre la base de estas observaciones hemos hecho un estudio estadastico de las variaciones del flujo en cada una de las observaciones, para investigar si aparecen aumentos de flujo en el conjunto de datos. Curiosamente, las observaciones con el HST han presentado un aumento de flujo unico y claro durante un transito, mientras que las observaciones terrestres conducen a la deteccion de dos de estos eventos, pero con ba ja significancia. Se han planteado dos posibilidades: asumiendo una interpretacion convencional, esta observacion pudiera corresponder a la deteccion de una mancha; alternativamente, este aumento de flujo tambien pudiera ser causado por un planeta transitante adicional en el sistema. En el caso de haber observado una mancha en los datos del HST, y suponiendo un impacto central entre la mancha y TrES-1, se obtendria un llmite inferior para el radio de la mancha de 42 000 km. Para este radio, la temperatura de la mancha seriaa de 4 690 K, es decir, 560 K inferior a la superficie estelar de 5 250 K. Para un supuesto segundo planeta transitante, se puede dejar un limite inferior de su radio de 0.37 RJ y, para periodos de menos de 10.5 dias, podemos establecer un limite superior de 0.72 RJ . La verdadera naturaleza de este fenomeno esta por ahora pendiente de futuros datos. Usando el telescopio IAC80, hemos llevado a cabo observaciones sistematicas de transitos de TrES-1 y TrES-2 durante varios anos consecutivos. Se han estudiado las curvas de luz observadas y se ha realizado un analisis de las diferencias entre el tiempo central del transito observado y calculado (basado en efemerides fijas). Para modelar posible variaciones en los tiempos centrales de transito hemos utilizado polinomios de diferentes ordenes, hemos simulado diagramas O-C correspondientes a terceros cuerpos en el sistema, y, addiconalmente, hemos procedido a llevar a cabo a justes sinusoidales. Esto nos permite poner limites a posibles terceras masas mediante observaciones terrestres. Finalmente, para el caso de TrES-1, es posible detectar la presencia del efecto "light time". Para TrES-2 hemos mejorado el efemeride: Tc = 2 453 957.63512(28) + 2.4706101(18) ×Epoca. Tanto para TrES-1 como para TrES-2, cualquier variacion sinuosidal debiera ser confirmada con mayor significacion estadatistica para lo que seria necesario llevar a cabo mas observaciones con una mejor precision en el futuro.