Caracterización de sistemas exoplanetarios mediante el ajuste de series temporales fotométricas y de velocidad radial

Abstract

Contexto. Durante las últimas décadas, el desarrollo de espectrógrafos de alta resolución y telescopios espaciales hapermitido el descubrimiento de numerosos exoplanetas alrededor de estrellas de distinto tipo espectral. Los métodosmás usuales de detección son el de las velocidades radiales y el de los tránsitos, y cada uno proporciona distintas propiedades del planeta. Objetivos. Estudiar ambos métodos de detección y aplicarlos conjuntamente a casos de exoplanetas transitantes con observaciones tanto fotométricas como de velocidad radial, usando distintos programas informáticos basados en estadística bayesiana y comparando los resultados que ofrecen. Métodos. Las observaciones fotométricas usadas fueron tomadas por los telescopios espaciales Kepler y TESS, y las medidas de velocidad radial, por espectrógrafos de alta resolución como HARPS, HIRES y CARMENES. La visualización de los datos y un análisis preliminar se ha realizado mediante un código propio escrito en Python. El ajuste de las series temporales a modelos y la obtención de los parámetros se ha llevado a cabo mediante los programas pyaneti, juliet y PyORBIT. Resultados. Se han estudiado principalmente tres sistemas exoplanetarios, K2-140, K2-32 y K2-141, obteniendo unos parámetros planetarios acordes a los publicados en artículos científicos. Se han estudiado las ventajas e inconvenientes de los programas empleados. Conclusiones. Los programas mencionados permiten determinar los parámetros planetarios que mejor ajustan las observaciones de manera rigurosa. Además, el ajuste cojunto de datos fotométricos y de velocidad radial permite determinar estos parámetros con mayor precisión que un análisis separado.Context. During the last decades, the development of high resolution spectrographs and space telescopes has allowed us to discover a large number of exoplanets around stars of different spectral type. The most used methods of detection are the transit method and radial velocity method, and each one provides different properties of the planet. Aims. To study both methods of detection and to apply them jointly to transiting exoplanets with both photometric and radial velocity measurements using different software based on bayesian statistics and comparing the results they offer. Methods. The photometric observations used were taken by space telescopes Kepler and TESS, and the radial velocity measurements come from high resolution spectrographs like HARPS, HIRES and CARMENES. The visualization of the data and a preliminary analysis have been made with a proper Python code written for this purpose. The fit of the temporal series to models and the determination of the parameters have been made with the codes pyaneti, juliet and PyORBIT. Results. Three exoplanetary systems have been studied, K2-140, K2-32 and K2-141, obtaining parameters which are in agreement with those published in scientific papers. The advantages and disadvantages of the mentioned codes have been studied. Conclusions. The mentioned codes allow us to determine the parameters which fit the observations better in a rigorous way. Moreover, the joint fit of photometric and radial velocity data gives more precise values of this parameters than a separate fit.