Ricerca di transiti planetari in serie temporali fotometriche di alta precisione nei campi della survey APACHE

APACHE è l'acronimo di ¿A PAthway toward the Characterization of Habitable Earths¿, un progetto di ricerca che osserverà nel corso degli anni migliaia di stelle di tipo nana-M nella banda I. Utilizza un sistema automatizzato di 5 telescopi da 40 cm presso l'osservatorio astronomico della Regione Autonoma della Valle d'Aosta e risulta operativo dalla primavera del 2012. Il suo principale obiettivo è quello di scoprire nuovi pianeti simili alla Terra e potenzialmente abitabili tramite il metodo fotometrico dei transiti. \\ Il lavoro di questa tesi consiste nel ricercare transiti planetari nelle stelle di campo dei target APACHE. La relazione tra il metodo di ricerca utilizzato, il campione stellare a disposizione e la precisione fotometrica del setup sperimentale favorisce l'individuazione di una classe specifica di pianeti extrasolari: gli Hot Jupiters (Giovi Caldi). TEEPEE (transiting exoplanets pipeline) è la pipeline utilizzata dal progetto APACHE che realizza la riduzione dei dati di fotometria differenziale. Il suo studio preliminare ha permesso di sfruttare e/o modificare le routine già consolidate nel corso della survey in modo da processare i dati fotometrici delle stelle di campo. Sono state analizzate tramite l'algoritmo BLS (Box Least-Squeare) le curve di luce di 4126 stelle, selezionate sulla base dei criteri quali la copertura di fase orbitale (maggiore del 40% per periodi fino a 3 giorni) e la precisione fotometrica (migliore di 15 milli-magnitudini). Con tali soglie si è confidenti di poter rivelare con buona significatività eventuali transiti planetari con profondità tipiche dell'1% mag. L'algoritmo utilizzato (Kovàcs et al. 2002) è stato specificatamente costruito per rivelare segnali caratterizzati dall'alternarsi di due livelli discreti in cui il tempo speso in quello inferiore è molto piccolo, simile in prima approssimazione alla modulazione della curva di luce in presenza di transiti planetari. Tra i risultati sono state individuate 21 stelle variabili di diverso tipo (variabili ad eclisse, RR-Lyrae, Delta-Scuti ...) con periodi di variazione compresi tra 0.07 e 4.60 giorni. Per nove di queste è stata rivelata per la prima volta la modulazione periodica del segnale e saranno dunque oggetto di un successivo articolo che provvederà alla loro catalogazione. L'analisi delle stelle di campo ha inoltre permesso la rivelazione di un forte candidato pianeta. La scoperta di questo nuovo oggetto ha dato prova della precisione del setup sperimentale dell'intera survey (5 mmag) e della robustezza sia dell'algoritmo utilizzato che delle scelte attuate durante la fase di analisi. Finora gli studi di caratterizzazione (follow up) sia di tipo fotometrico che spettroscopico sono consistenti nell'attribuire la natura planetaria dell'oggetto transitante. Nuove misure realizzate dallo spettrografo HARPS-N (TNG) potrebbero confermare in tempi molto brevi la presenza di un Hot Jupiter. Il metodo di analisi utilizzato in fase di elaborazione di questa tesi sarà utile per il futuro, quando il numero di stelle osservate sarà maggiore: oltre ad aumentare la probabilità di rivelazione di un transito, APACHE sarà in grado di fornire informazioni utili alla comunità scientifica su un vasto campione di stelle (scoperta di nuove variabili, modulazione rotazionale, candidati pianeti, magnitudini delle nane M).