Variabilidade estelar e busca por exoplanetas com base em séries temporais fotométricas e espectroscópicas
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56441 |
Resumo: | A Astrofísica Estelar e a Exoplanetologia têm desempenhado um papel fundamental na compreensão sobre o Universo ao longo das últimas décadas, especialmente com a utilização de tecnologias e métodos de detecção mais sensíveis. O presente Trabalho de Conclusão de Curso apresenta um estudo detalhado sobre variabilidade estelar e busca por exoplanetas com base em séries temporais fotométricas e em curvas de velocidade radial. O estudo foi realizado considerando uma amostra total de 109 estrelas observadas pela missão espacial Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) e com o espectrômetro de solo denominado High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS), junto a uma combinação de vários métodos, incluindo transformadas de Fourier e de Lomb-Scargle, mapas wavelet, diagramas de fase e inspeção visual das séries temporais. Esses métodos foram aplicados com o auxílio de softwares desenvolvidos pelo Núcleo de Astronomia Observacional e Instrumental (NAOS) da UFRN e de ferramentas públicas disponíveis no Centro de Dados e Análises para Exoplanetas (DACE). Inicialmente, foi realizada uma classificação de variabilidade estelar, como rotação, pulsação e binaridade, com base em curvas de luz de três objetos de interesse do TESS (TOIs). Em seguida, uma estrela com um exoplaneta conhecido da literatura foi reanalisada combinando-se observações do TESS e do HARPS para validação das técnicas utilizadas no presente trabalho e para refinamento dos parâmetros orbitais do exoplaneta. Finalmente, a técnica de velocidade radial foi aplicada para 105 estrelas, as quais foram observadas com o HARPS pelo NAOS, por meio de tempo garantido de observações (GTO), disponibilizado pelo consórcio internacional de um pente de frequência laser (LFC) instalado no referido espectrômetro. Com base em um amplo conjunto de testes de diagnóstico, foi descoberto um potencial novo exoplaneta, cujos detalhes serão apresentados em um artigo em preparação. |
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Silva, João Ítalo Dutra daMedeiros, José Renan deSilva Jr, RaimundoLeão, Izan de Castro2023-12-20T14:55:08Z2023-12-20T14:55:08Z2023-12-04SILVA, João Ítalo Dutra da. Variabilidade estelar e busca por exoplanetas com base em séries temporais fotométricas e espectroscópicas. Orientador: Izan de Castro Leão. 2023. 77 f. TCC (Graduação) - Curso de Bacharelado em Física, Departamento de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56441A Astrofísica Estelar e a Exoplanetologia têm desempenhado um papel fundamental na compreensão sobre o Universo ao longo das últimas décadas, especialmente com a utilização de tecnologias e métodos de detecção mais sensíveis. O presente Trabalho de Conclusão de Curso apresenta um estudo detalhado sobre variabilidade estelar e busca por exoplanetas com base em séries temporais fotométricas e em curvas de velocidade radial. O estudo foi realizado considerando uma amostra total de 109 estrelas observadas pela missão espacial Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) e com o espectrômetro de solo denominado High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS), junto a uma combinação de vários métodos, incluindo transformadas de Fourier e de Lomb-Scargle, mapas wavelet, diagramas de fase e inspeção visual das séries temporais. Esses métodos foram aplicados com o auxílio de softwares desenvolvidos pelo Núcleo de Astronomia Observacional e Instrumental (NAOS) da UFRN e de ferramentas públicas disponíveis no Centro de Dados e Análises para Exoplanetas (DACE). Inicialmente, foi realizada uma classificação de variabilidade estelar, como rotação, pulsação e binaridade, com base em curvas de luz de três objetos de interesse do TESS (TOIs). Em seguida, uma estrela com um exoplaneta conhecido da literatura foi reanalisada combinando-se observações do TESS e do HARPS para validação das técnicas utilizadas no presente trabalho e para refinamento dos parâmetros orbitais do exoplaneta. Finalmente, a técnica de velocidade radial foi aplicada para 105 estrelas, as quais foram observadas com o HARPS pelo NAOS, por meio de tempo garantido de observações (GTO), disponibilizado pelo consórcio internacional de um pente de frequência laser (LFC) instalado no referido espectrômetro. Com base em um amplo conjunto de testes de diagnóstico, foi descoberto um potencial novo exoplaneta, cujos detalhes serão apresentados em um artigo em preparação.Stellar Astrophysics and Exoplanetology have played a fundamental role in understanding the Universe over the last few decades, especially with the use of more sensitive technologies and detection methods. This undergraduate final work presents a detailed study on stellar variability and on the search for exoplanets based on photometric time series and radial velocity curves. The study was carried out considering a total sample of 109 stars observed by the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) space mission and with the ground-based High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) spectrograph, together with a combination of several methods, including Fourier and Lomb-Scargle transforms, wavelet maps, phase diagrams, and visual inspection of the time series. These methods were applied using a set of softwares developed by the Board of Observational and Instrumental Astronomy (NAOS) at UFRN alongwith public tools available at the Data Analysis Center for Exoplanets (DACE). Initially, a classification of stellar variability, such as rotation, pulsation, and binarity, was carried out based on light curves of three TESS objects of interest (TOIs). Next, a star with an exoplanet known from the literature was reanalyzed by combining TESS and HARPS observations to validate the techniques used in the present work and to refine the exoplanet's orbital parameters. Finally, the radial velocity technique was applied to 105 stars, which were observed with HARPS by the NAOS group, using a guaranteed observation time (GTO), made available by the international consortium of a laser frequency comb (LFC) installed in the referred spectrometer. Based on a broad set of diagnostic tests, a potential new exoplanet was discovered, details of which will be presented in a paper in preparation.CNPqUniversidade Federal do Rio Grande do NorteBacharelado em FísicaUFRNBrasilDepartamento de FísicaAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRAexoplanetasvariabilidade estelarfotometriaespectroscopiavelocidade radialtrânsito planetárioexoplanetsstellar variabilityphotometryspectroscopyradial velocityplanetary transitVariabilidade estelar e busca por exoplanetas com base em séries temporais fotométricas e espectroscópicasStellar variability and search for exoplanets based on photometric and spectroscopic time seriesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALTCC___João_Ítalo___versão_final.pdfTCC___João_Ítalo___versão_final.pdfapplication/pdf10191998https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/56441/1/TCC___Jo%c3%a3o_%c3%8dtalo___vers%c3%a3o_final.pdfe511b09d2e7e6d0ed51817fde3481881MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/56441/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/56441/3/license.txte9597aa2854d128fd968be5edc8a28d9MD53123456789/564412023-12-20 11:55:08.929oai:https://repositorio.ufrn.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-12-20T14:55:08Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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