Estudo da topologia de microlentes gravitacionais e a descoberta de exoplanetas do tipo Terra na zona habitável
In the last decade, the number of exoplanets discovered has grown exponentially, mainly due to Kepler observations which, along with observations of the K2 mission, announced the discovery of 1284 planets at once in 2016. These discoveries were done using the planetary transit method, which has l...
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| Outros Autores: | |
| Formato: | Dissertação |
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| Publicado em: |
Brasil
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| Assuntos: | |
| Endereço do item: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23146 |
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Microlentes Gravitacionais Exoplanetas Detecção CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
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Microlentes Gravitacionais Exoplanetas Detecção CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA Almeida, Leandro de Estudo da topologia de microlentes gravitacionais e a descoberta de exoplanetas do tipo Terra na zona habitável |
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In the last decade, the number of exoplanets discovered has grown exponentially,
mainly due to Kepler observations which, along with observations of the K2 mission,
announced the discovery of 1284 planets at once in 2016. These discoveries were done
using the planetary transit method, which has low sensitivity for low-mass planets far
away from their stars. Thus most of the discoveries of giant planets was of orbits close to
their stars. In contrast, the gravitational microlensing technique is sensitive to low-mass
planets orbiting between 0:5 AU and 10 AU. Because it depends only on the combined
gravitational field of the star-planet, this technique can detect planets around low
brightness stars, which would be difficult for other techniques that depend on star emitted
light. Until now, astronomers have discovered 47 planets through this technique, which
is relatively low number, when compared to the other methods like transit and radial
velocity. In this dissertation we show in detail the equations behind the gravitational
microlensing theory and its applications to detect distant low-mass planets. We focus on
the characterization of systems with closed topology, where the planet has between 10 -5
and 10 -6 of the mass of the star and with a semi-major axis about 1 AU (planet with
Earth-like mass around 1AU of a star with Sun-like mass). We also present a suggestion
of parameterization for the impact parameter 0 and the impact angle in order
to reduce the search time consuming for light curves generated from systems with close
topology. We present the main steps for the development of two algorithms that use the
semi-analytical method of solution of the lens equation and the brute force of simulation
method Inverse Ray Shooting (IRS) respectively. These codes simulate the topology
and light curve of microlensing events, and were used to simulate our systems presented
in this dissertation. As a main result, we demonstrate the hability of the model to
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In contrast, the gravitational microlensing technique is sensitive to low-mass planets orbiting between 0:5 AU and 10 AU. Because it depends only on the combined gravitational field of the star-planet, this technique can detect planets around low brightness stars, which would be difficult for other techniques that depend on star emitted light. Until now, astronomers have discovered 47 planets through this technique, which is relatively low number, when compared to the other methods like transit and radial velocity. In this dissertation we show in detail the equations behind the gravitational microlensing theory and its applications to detect distant low-mass planets. We focus on the characterization of systems with closed topology, where the planet has between 10 -5 and 10 -6 of the mass of the star and with a semi-major axis about 1 AU (planet with Earth-like mass around 1AU of a star with Sun-like mass). We also present a suggestion of parameterization for the impact parameter 0 and the impact angle in order to reduce the search time consuming for light curves generated from systems with close topology. We present the main steps for the development of two algorithms that use the semi-analytical method of solution of the lens equation and the brute force of simulation method Inverse Ray Shooting (IRS) respectively. These codes simulate the topology and light curve of microlensing events, and were used to simulate our systems presented in this dissertation. As a main result, we demonstrate the hability of the model to generate theoretical curves and compared these light curves with real microlensing events. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Na última década, o número de exoplanetas descobertos cresceu exponencialmente, principalmente devido as observações realizadas pela missão Kepler e K2, que no ano de 2016, anunciou 1284 planetas confirmados de uma só vez. Estas descobertas foram feitas utilizando o método de trânsito planetário, que não possui sensibilidade para planetas de baixa massa muito distantes de suas estrelas. A maioria destas descobertas apresentam planetas gigantes com órbitas próximas às suas estrelas. Por outro lado, a técnica de detecção através de microlentes gravitacionais é sensível à planetas de baixa massa em órbitas de 0:5 AU até 10 AU. Esta técnica pode detectar planetas em estrelas de baixa luminosidade pois, depende apenas do campo gravitacional combinado da estrela-planeta, o que seria difícil para as outras técnicas que dependem da luz emitida pela estrela. Até o momento, foram descobertos 47 planetas através desta técnica, que é uma quantidade relativamente pequena comparada com os outros métodos. Nesta dissertação mostramos de maneira detalhada as equações por detrás da teoria de microlentes gravitacionais e suas aplicações na detecção de planetas de baixa massa. Nos focamos na caracterização e análise de sistemas com topologia fechada, em que o planeta tem entre 10 -5 e 10 -6 da massa da estrela e com seu semi-eixo maior em torno de 1 AU, que são sistemas com características de massa e distância parecidos com o sistema Sol-Terra. Também apresentamos uma sugestão de parametrização para o parâmetro de impacto 0 e o ângulo de impacto de forma a reduzir o tempo de busca em curvas de luz geradas a partir de sistemas com topologia fechada. Apresentamos ainda os principais passos para o desenvolvimento de dois códigos que utilizam o método semi-analítico de resolução da equação da lente e o método de simulação por força bruta "Inverse Ray Shooting"(IRS) respectivamente. Esses códigos simulam a topologia e curva de luz de eventos de microlentes gravitacionais, e foram usados para produzir todas as figuras e gráficos apresentados nesta dissertação. Ao final, demonstramos a capacidade do modelo semi-analítico na simulação de curvas teóricas e comparamos essas curvas com eventos reais de microlentes gravitacionais. 2017-05-26T20:52:25Z 2017-05-26T20:52:25Z 2017-02-10 masterThesis ALMEIDA, Leandro de. Estudo da topologia de microlentes gravitacionais e a descoberta de exoplanetas do tipo Terra na zona habitável. 2017. 101f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23146 por Acesso Aberto application/pdf Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA |