Dissertation
Detektion und Morphologie von jungen extrasolaren Planetensystemen

Sebastian G. Els

Zusammenfassung:

Seit einigen Jahren wird die Suche nach extrasolaren Planetensystemen durch die Messung präziser stellarer Radialgeschwindigkeiten mit Erfolg betrieben. Die so gefundenen extrasolaren Planetensysteme erlauben es damit erstmals, auch von Seiten der Beobachtung die Szenarien der Planetenentstehung und -entwicklung zu untersuchen. Gerade bei jungen Sternen, welche einen zeitlich unmittelbaren Zugang zu den Frühstadien der Planetenentwicklung zulassen würden, ist die Detektion von planetaren Begleitern jedoch aufgrund des Einflusses von stellarer Aktivität auf die Radialgeschwindigkeitsmessung praktisch unmöglich. Anhand der Simulation 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 hochaufgelöste spektroskopische Beobachtungen von den aktiven Sternen Xi Bootis A, HD 166435 und iota Horologii mit guter Phasenüberdeckung 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 Me\3genauigkeit der Radialgeschwindigkeit, erzielt werden. Dies zeigt, dass präzise Radialgeschwindigkeiten von jungen, aktiven Sternen auch praktisch möglich sind. 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. Schliesslich wird eine Studie der Morphologie der zwei extrasolaren Planetensysteme iota Horologii und Gliese 86, durch Beobachtungen im Nahinfraroten- und Millimeterbereich, vorgestellt. Diese Studie führte zur Detektion eines bislang nicht detektierten Begleiters um Gliese 86. Ob es sich bei dem gefundenen Begleiter 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 mögliche Detektion einer schwachen Emission von Kohlenmonoxid könnte auf die Existenz von molekularem Gas um diesen Stern hindeuten. Jedoch bedürfen diese Beobachtungen zukünftiger Bestätigung.




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