A CACCIA DI NUOVI MONDI: OSSERVAZIONI DOPPLER DI ESOPIANETI DI PICCOLE DIMENSIONI

La conoscenza della massa di un esopianeta permette di studiare la sua struttura interna e di porre dei vincoli stringenti sul suo processo di formazione ed evoluzione. La massa di un pianeta può essere misurata osservando la variazione periodica della velocità radiale della sua stella indotta dalla presenza del pianeta stesso. Tale variazione è dovuta al moto orbitale della stella attorno al centro di massa e viene misurata dallo spostamento Doppler delle sue righe spettrali. Analizzando delle serie temporali di velocità radiale è possibile identificare la presenza di eventuali segnali periodici indotti da uno o più pianeti e determinare la loro massa. L'obiettivo del mio lavoro di tesi è stato quello di analizzare serie temporali di velocità radiale di sistemi che ospitano super-Terre e Nettuniani transitanti scoperti dalla missione spaziale della NASA TESS, non solo per confermare la presenza dei pianeti e determinare la loro massa, ma anche per scoprire nuovi compagni planetari non rilevati da TESS. Dopo aver effettuato un’analisi in frequenza delle serie temporali di velocità radiale dei sistemi planetari da me studiati e aver verificato la significatività dei segnali presenti, ho identificato quelli indotti dai pianeti, separandoli da quelli indotti dall’attività magnetica delle loro stelle. Ho poi “fittato” i dati Doppler usando combinazioni lineari di funzioni periodiche per determinare i parametri caratteristici (e.g. periodo e semi-ampiezza) e quindi determinare la massa dei pianeti. Successivamente ho sviluppato un codice che utilizza simulazioni Monte Carlo per ottenere le distribuzioni a posteriori dei parametri, ed estrarre le incertezze associate a questi. Combinando i valori di massa da me derivati con i raggi misurati da TESS, ho infine determinato la densità media dei pianeti e studiato la loro possibile composizione.