German Title: Präzise Radialgeschwindigkeitsuntersuchung für Exoplaneten

Preview

PDF, English Download (18MB) | Terms of use

Abstract

Seit den 90-ziger Jahren haben Astronomen etwa 500 extrasolare Planeten entdeckt. Die meisten von Ihnen wurden mit der Radialgeschwindigkeits-Methode gefunden. In dieser Arbeit präsentieren wir unsere präzisen Radialgeschwindigkeitsmessungen für ein Sample von 40 M-Sternen und 30 sonnenähnlichen Sternen. Die Datensätze stammen von vier verschieden Instrumenten (UVES, CES+LC, CES+VLC, und HARPS) und werden auf Hinweise von Planeten untersucht. Dazu führen wir statistische Tests zu Exzessvariabilitäten, Langzeittrends und Periodizitäten durch. Für letzteren Zweck, haben wir ein häufig genutztes Werkzeug für die Periodenanalyse, das sogenannte Lomb-Scargle Periodogramm, weiterentwickelt. Unsere Radialgeschwindigkeitsgenaukeit von wenigen m/s ist annähernd ausreichend für die angestrebten Ziele, nämlich die Suche nach terrestrischen Planeten in der habitablen Zone von M-Sternen und die Suche nach Jupiter-artigen Planeten um sonnenähnliche Sterne. Wir demonstrieren dies mit oberen Massengrenzen. Aus unserer Datenanalyse geht kein neuer Planet hervor, während wir die bereits bekannten Planeten für die sonnenähnlichen Sterne Iota Hor und HR 506 sowie den Langzeittrend für Eps Ind A bestätigen können. Darüber hinaus konnten wir einige Doppelsterne und einen Braunen Zwerg identfizieren. Unsere Ergebnisse stimmen mit den Erwartungen für die Häufigkeit von Jupiter-artigen Planeten überein, welche etwa 1% für M-Sterne und 10% für sonnenähnliche Sterne ist.

Translation of abstract (English)

Since the 90s astronomers have discovered around 500 extrasolar planets. Most of them have been found with the radial velocity method. In this work we present our precision radial velocity measurements for a sample of 40 M dwarfs and 30 solar-like stars. The data sets originate from four different instruments (UVES, CES+LC, CES+VLC, and HARPS) and are investigated for indications of planets. We perform several statistical tests for excess-variability, long-term trends, and periodicities. For the latter purpose, we have developed further a commonly used period analysis tool, the so called Lomb-Scargle periodogram. Our radial velocity precision of a few m/s is approximately sufficient for the aspired goals, namely the search for terrestrial planets in the habitable zones of M dwarfs and the search for Jupiter analogues around solar-like stars. We demonstrate this with mass upper limits. Our data analysis does not reveal any new planet, while we can confirm the two known planets around the solar-like stars Iota Hor and HR 506 as well as the long-term trend for Eps Ind A. Moreover, we were able to identify several binaries and one brown dwarf. Our results are in agreement with estimates for the frequency of Jupiter-like planets which is around 1% for M dwarfs and 10% for solar-like stars.