Michaël Gillon ([email protected])
Master en sciences spatiales – Année académique 2013-2014
Introduction à l’exoplanétologie
Travaux pratiques : observation et analyse d’un transit d’exoplanète
TP transit
Objectifs
Prise en charge d’une observation de transit d’exoplanète:- Choix de la cible- Choix de la stratégie d’observation- Photométrie différentielle- Analyse de la courbe de lumière- Inférences scientifiques
Instrument
TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope)Télescope robotique de 60cm - La Silla Observatory (Chile)Altitude 2400m, latitude 29° 15.3’ Sud, longitude 70° 44.3’ OuestCaméra CCD 2kx2k, pixel 0.65’’, champ de 22’x22’
Voir http://www.orca.ulg.ac.be/TRAPPIST
La Silla
TRAPPIST
TRAPPIST
Etape 1. Choix de la cible
Visible depuis La Silla !Plusieurs transits complets en avril & maiIntérêt scientifique (structure, orbite, âge, …)Source : exoplanet.eu ou exoplanetarchive.ipac.caltech.edu
Ephéméride donnée en jours julien -> convertir en date UT
Visibilité par nuit : http://catserver.ing.iac.es/staralt/
Etape 2. Choix de la stratégie
Transit complet : au moins 1h avant et aprèsFiltre : B, V, Rc, Ic, I+z, z’, B-blocking
Etape 2. Choix de la stratégie
IR Lum = I+z
Z’2 = z’
Etape 2. Choix de la stratégie
Coordonnées de pointageVisualisation du champs : ds9 + ESO/DSS
Etape 3.Scheduling
Voir avec Laetitia ([email protected])Réglage du temps de pose et du défocus (si besoin)
Etape 4. Photometrie differentielle
3 fichiers fournis : -*.phot = flux-*.fits = combinaison de toutes les images du run d’observation-*.coo = coordonnées des étoiles pour visualiser avec IRAF/ds9
Format de *phot :
puis 8xN_good_images
Pour ouverture = 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2, 2.5, 3, 4 x Mean_FWHM_pm
Flux en électrons
Position
Etape 4. Photometrie differentielle
Ecriture d’un programme qui: - Lit le fichier *phot, - pour une ouverture choisie, une cible choisie (T) et une liste d’étoiles de comparaison choisie (C1, C2, etc…), calcule pour chaque pose (JD) le rapport FT/(FC1+FC2+…),- Normalise la courbe finale (données hors transit)- Calcul l’erreur de chaque mesure via
€
npix = πA2
FC = FC1 + FC 2 + ...
sc = (0.09 ×∅ −2 / 3 × X1.75 × e−H / 8000) / 2* texp
NT = FT + (FT × sc)2 + npix × (bg+ RON
2)
NC = FC + (FC × sc)2 + nC × npix × (bg+ RON
2)
σ =NTFT2 +NCFC2
A = ouverture (pixels)texp= temps de pose (s)bg = ciel (él)X = masse d’airH = altitude (m)Ø = diamètre du télescope (cm)RON = bruit de lecture (él)nC = nombre d’étoiles de compa
Etape 4. Photometrie differentielle
Visualisation
Choix des étoiles de comparaison – courbe la moins bruitée et la plus propre possible
Estimation visuelle deDurée du transit tT
durée de recouvrement complet tF
Profondeur dF
Inférences scientifiques
Utilisation des formules analytiques simplifiées deSeager, S., & Mallen-Ornelas, G. 2003, “On the Unique Solution of Planet and Star Parameters from an Extrasolar Planet Transit Light Curve”, ApJ, 585, 1038-1055.http://seagerexoplanets.mit.edu/ftp/Papers/Seager2003.pdf
Afin d’estimer :L’inclinaison de l’orbite iLa paramètre d’impact du transit bLe rapport des rayons Rp/R*
Le rapport géométrique a/R*
La densité de l’étoile ρ* (en utilisant P)
Prendre des valeurs de M* et K issues de la littérature pour estimer Mp, R*, Rp
Comparer les valeurs obtenues aux valeurs de la littérature
Détailler dans le rapport les hypothèses sur lesquelles sont basées les formules utilisées.