Determinación de períodos de rotación en estrellas enanas de tipo espectral M y búsqueda y caracterización de sistemas planetarios con técnicas fotométricas

  1. Diez Alonso, Enrique
Supervised by:
  1. Francisco Javier de Cos Juez Director
  2. David Montes Gutiérrez Director

Defence university: Universidad Complutense de Madrid

Fecha de defensa: 17 July 2019

Committee:
  1. Elisa de Castro Rubio Chair
  2. Ana Inés Gómez de Castro Secretary
  3. Eva Villaver Sobrino Committee member
  4. Victor Sánchez Bejar Committee member
  5. María Rosa Zapatero Osorio Committee member
Department:
  1. Física de la Tierra y Astrofísica

Type: Thesis

Abstract

Las estrellas enanas M son objetivos primarios en la búsqueda y estudio de planetas tipo Tierra, dada su abundancia y la de planetas pequeños en ellas. Es crucial un correcto entendimiento de la distribución de planetas en las enanas M, así como de la arquitectura de sus sistemas planetarios. Determinar el período de rotación (Prot) de las enanas M en las que espectrógrafos como CARMENES buscan exoplanetas con el método de la velocidad radial (Vr) es crucial, ya que la actividad magnética induce señales semejantes a las inducidas por exoplanetas. Su determinación nos ayudará también a entender cómo la rotación se relaciona con parámetros físicos de estas estrellas. La variabilidad fotométrica que provocan las regiones de actividad con la rotación permite determinar sus Prot, recopilando curvas de luz en surveys públicos, o realizando seguimiento fotométrico. En las curvas de luz de surveys diseñados para detectar tránsitos podremos investigar la presencia de los mismos, y por lo tanto detectar candidatos a exoplanetas. En el primer artículo se investiga la fotometría de 337 estrellas monitorizadas por CARMENES, recopilando curvas de luz en surveys y realizando observaciones para 20 estrellas. De todas las curvas de luz se obtuvo su periodograma Lomb ¿ Scargle para identificar los Prot. En el segundo, tercer y cuarto artículo, se presentan los resultados de investigar las curvas de luz de las enanas M de las campañas 13, 14 y 15 del Telescopio Espacial Kepler en su misión K2, con el fin de detectar, confirmar y caracterizar planetas en ellas, susceptibles de un seguimiento posterior en Vr para la determinación de sus masas y para su caracterización atmosférica. Las curvas de luz fueron analizadas con el método Box Least Squares para identificar posibles tránsitos. Los falsos positivos se descartaron obteniendo imágenes de alta resolución, investigando imágenes de archivo y mediante técnicas de validación estadística. Identificados los candidatos y descartados los falsos positivos, se procedió a la caracterización de las estrellas mediante la obtención de espectros y su comparación con modelos teóricos, así como a partir de relaciones empíricas. Por último, los parámetros de los planetas se obtuvieron ajustando modelos teóricos de tránsitos planetarios mediante cadenas de Markov y métodos de Montecarlo. En el primer artículo se presentan 622 curvas de luz para un total de 334 estrellas, identificando 142 Prot, 73 inéditos y 69 que mejoran los Prot previamente publicados. 10 señales se identificaron como ciclos de larga actividad, 6 inéditos. Se investigó la relación entre Prot y ciclo de actividad, no encontrando correlación. No se detectó el gap en 30 d en la distribución de Prot citado en literatura. Se investigó la relación entre Prot e indicadores de actividad, encontrando una fuerte relación, y se investigó la relación de la amplitud de la variabilidad fotométrica con el Prot e indicadores de actividad, no encontrando relación. Se identificaron tres estrellas muy activas con Prot determinados por vez primera. En el segundo y tercer artículo se presenta la detección, confirmación y caracterización de tres sistemas planetarios en las estrellas K2-155, K2-239 y K2-240; K2-155 con tres super-Tierras. K2-239 cuenta con tres Tierras en configuración compacta y resonancia 2:3:4, mientras que K2-240 cuenta con dos super-Tierras. En el cuarto artículo se presenta una super-Tierra en la ZH de la estrella K2-286. La estrella presenta menos actividad que otras estrellas similares, por lo que K2-286 b podría experimentar un ambiente más benigno que otros planetas en ZH de enanas M. Ponemos una cota superior a su masa, excluyendo que se trate de un gigante gaseoso, y lo comparamos con otros planetas similares en estrellas M, encontrando que es más frío que la mayoría de los exoplanetas con radio y masa bien determinados. Se discute la importancia de este planeta para entender el gap de Fulton en la distribución de radios.