{"id":3793,"date":"2024-01-24T19:39:07","date_gmt":"2024-01-24T18:39:07","guid":{"rendered":"https:\/\/kosmos-os.de\/?p=3793"},"modified":"2024-02-15T17:39:38","modified_gmt":"2024-02-15T16:39:38","slug":"messung-der-transitlichtkurve-des-exoplaneten-toi-3952-01-am-10-01-2024","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/messung-der-transitlichtkurve-des-exoplaneten-toi-3952-01-am-10-01-2024\/","title":{"rendered":"Measurement of the transit light curve of the exoplanet TOI 3952.01 on January 10, 2024"},"content":{"rendered":"\n

24.01.2024, Dr. Gerold Holtkamp<\/p>\n\n\n\n

15.02.2024, Aktualisierung
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Es wird die Messung der Transitlichtkurve des 1929 Lichtjahre entfernten Exoplaneten TOI 3952.01 beschrieben. Es handelt sich um einen erst vor kurzem entdeckten Exoplaneten. Die eigenen gemessenen Daten werden mit den wenigen vorliegenden Literaturwerten verglichen.<\/em><\/p>\n\n\n\n


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Einleitung<\/strong><\/h5>\n\n\n\n

Der im April 2018 gestartete Satellit TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)<\/a> der NASA ist die erste weltraumgest\u00fctzte Transitsuchmission, die – im Gegensatz zu anderen Missionen wie z.B. Kepler (NASA)<\/a> oder Cheops (ESA)<\/a> – nahezu den gesamten Himmel abdeckt. Am Ende dieser zweij\u00e4hrigen Mission wurden von TESS 2.241 Exoplanetenkandidaten identifiziert, sogenannte TESS Objects of Interest (TOIs) [1]. Diese TOIs werden weiter untersucht, u.a. durch Transitmessungen<\/a>. Hier sind die Profiastronomen gefordert, aber auch Amateurastronomen sind aufgerufen, Beitr\u00e4ge insbesondere durch Transitkurvenmessungen beizutragen.<\/p>\n\n\n\n


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Das Untersuchungsobjekt<\/strong><\/h5>\n\n\n\n

Einer dieser entdeckten TOIs ist der Exoplanet TOI 3952.01. Er ist also erst vor sehr kurzer Zeit auf der B\u00fchne der Exoplaneten aufgetaucht. Entsprechend gibt es bisher nur wenige Messungen (s. ExoFOP – The Exoplanet Follow-up Observing Program) [2].<\/p>\n\n\n\n

Vom Mutterstern TOI 3952 wei\u00df man zumindest, wenn auch noch mit gro\u00dfen Unsicherheiten, Folgendes [3]:
Effektive Oberfl\u00e4chentemperatur (K): 6786 +416\/-249
Radius (Radius der Sonne): 1,57+0,06\/-0.08
Masse (Masse der Sonne): 1,46 +0,38\/-0,18
Entfernung (Lichtjahre): 1929 +24\/-23 <\/p>\n\n\n\n


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Sternenfeld (ca. 60′ x 40′) mit TOI 3952<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Der Stern und sein Planet liegen im Sternbild Kepheus. Bis heute ist TOI 3952.01 auch noch nicht vom Exoplanetenkandidaten zum Exoplaneten bef\u00f6rdert worden [2]. Als Beobachtungsobjekt ist er also ziemliches Neuland. Wer wei\u00df schon, was zuk\u00fcnftige Messungen \u00fcber ihn enth\u00fcllen werden? Er ist also auch f\u00fcr den Autor ein echtes Objekt von Interesse.<\/p>\n\n\n\n


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Die Messung<\/strong><\/h5>\n\n\n\n

Die Nacht am 10.01.2024 war mondlos, kalt (bis -9\u00b0C) und windstill. Im Transitfinder [4] waren folgende Zeiten (UTC) angegeben: Beginn der Bedeckung: 19:03, Mitte der Bedeckung: 20:35, Ende der Bedeckung: 22:07
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Mit \u00fcber drei Stunden war dies eine relativ lange Bedeckung. Das Autoguiding verlief problemlos, so dass die Sterne punktf\u00f6rmig abgebildet wurden.<\/p>\n\n\n\n


Die technische Ausr\u00fcstung:<\/p>\n\n\n\n

Teleskop: Newton 250\/1200 mm<\/p>\n\n\n\n

Filter: L (Antlia)
Kamera: QHY268M mit Gain 60, Offset 20, Chiptemperatur -10\u00b0 C<\/p>\n\n\n\n

Guiding: Off Axis Guider mit PHD2
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Das Teleskop am Ende der Messung<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Auswertung MuniWin 2.1, Relative Helligkeit (mag) vs Zeit (UTC)<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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In der Zeit von 17:50 UTC bis 23:09 UTC wurden 153 Messpunkte aufgenommen. Jede Aufnahme wurde 120 s belichtet. F\u00fcr die Auswertung mit MuniWin wurden zur Normierung der Aufnahmen je 10 Darks , Flats und Bias und au\u00dferdem sieben Vergleichssterne verwendet.<\/p>\n\n\n\n


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Die in MuniWin verwendeten Vergleichssterne (Bildausschnitt)<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Ausschnittvergr\u00f6\u00dferung der Aufnahme des Sternenfeldes<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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In der Ausschnittvergr\u00f6\u00dferung der Aufnahme des Sternenfeldes erkennt man einen \u201ekleinen Begleiter\u201c von TOI 3952. Eine seiner Bezeichnungen ist Gaia DR3 222215976763769. Er ist allerdings alles andere als ein Nachbar. Mit einer Entfernung von 4540 Lichtjahren ist er mehr als doppelt so weit von uns entfernt wie TOI 3952. Seine Oberfl\u00e4chentemperatur betr\u00e4gt 5892 K [7]. Bei der (Apertur-)Photometrie von TOI 3952 k\u00f6nnte er allerdings einen Einfluss haben, da er bei bestimmten Blenden(Apertur)-Durchmessern mitgez\u00e4hlt werden w\u00fcrde. Er bringt es aber auf den Aufnahmen nur auf eine Z\u00e4hlrate von durchschnittlich ca. 6000, TOI 3952 dagegen auf ca. 620000. Aber immerhin 1%! Allerdings wird er bei der MuniWin-Photometrie nicht mitgez\u00e4hlt. <\/p>\n\n\n\n


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Screenshot aus MinuWin mit den Aperturen 5.27, 20, 30<\/em><\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Zwar werden bei den verwendeten Aperturgr\u00f6\u00dfen zur Bestimmung des Untergrunds schw\u00e4chere Sterne mitgenommen. Dies hat auf die Messkurve keinen merklichen Einfluss, wie eine Auswertung mit einer engeren Aperturkonstellation zeigt(s. Screenshot). <\/p>\n\n\n\n


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Screenshot aus MinuWin mit den Aperturen 5.27, 20, 22<\/em><\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Diese \u201eMitnahme\u201c anderer Sterne bei der Photometrie k\u00f6nnte einen Trend k\u00f6nnte verursachen, wenn sie mit einer mit der Transitdauer vergleichbaren Periode in ihrer Helligkeit ver\u00e4nderlich sind.<\/p>\n\n\n\n


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Die Auswertung<\/strong><\/h5>\n\n\n\n

Bei Exoplanet Transit Database (ETD), einer Datenbank der tschechischen astronomischen Gesellschaft, kann man seine Daten automatisch auswerten lassen [5] [6]. Insbesondere wird auch ein m\u00f6glicher Trend herausgerechnet und die sich ergebende Transitdauer und -tiefe angegeben.<\/p>\n\n\n\n


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Quelle<\/td>Transitdauer
(Minuten)<\/td>		Transittiefe
(mmag)<\/td>		Transitmitte
(UTC)<\/td><\/tr>
Eigene Werte (aus ETD)<\/td>195,4 +\/- 3,2<\/td>15,0 +\/- 0,6<\/td>20:37<\/td><\/tr>
ETD<\/td>208,86<\/td>13,7<\/td>20:12<\/td><\/tr>
Exofop<\/td>183,36 +\/- 3,54<\/td>14,089 +\/- 0,18<\/td> <\/td><\/tr>
Transitfinder<\/td>184<\/td>12,89<\/td>20:35<\/td><\/tr>
 <\/td> <\/td> <\/td> <\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Tabelle: Eigene gemessene Werte und Literaturwerte

<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Auswertung ETD, Relative Helligkeit (mag) vs Zeit (UTC)
<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Der gemessene Wert f\u00fcr die Transitdauer liegt zwischen den von ETD bzw. Exofop und Transitfinder angegebenen Werten. Bei der Transittiefe liegt der eigene Wert – auch unter Ber\u00fccksichtigung der Fehler – oberhalb der Werte von ETD und Exofop und deutlich \u00fcber dem von Transitfinder. Bei der Bestimmung der Mitte des Transits gibt es eine gute \u00dcbereinstimmung mit dem Transitfinder, allerdings eine starke Abweichung zur ETD.<\/p>\n\n\n\n


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Da die ETD- und Exofop- bzw. Transitfinder-Werte (ETD gibt keine Quelle an) auch untereinander stark variieren, kann man noch nicht von gesicherten Literaturwerten sprechen. Die Entdeckung liegt eben noch nicht weit zur\u00fcck, so dass sich weitere \u00c4nderungen ergeben k\u00f6nnen. Es bleibt abzuwarten und zugleich spannend, welche Werte durch andere Autoren gemessen werden.<\/p>\n\n\n\n


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Aktualisierung am 15.02.2024<\/h5>\n\n\n\n

ETD hat mittlerweile seine Datenbank aktualisiert. Es wurden sowohl drei andere Messungen als auch die eigene Messung ausgewertet. Auch diese Messungen zeigen noch kein einheitliches Bild, so dass man noch nicht abschlie\u00dfend mit hinreichender Genauigkeit sagen kann, was die genauen Werte des Planeten sind. [8]<\/p>\n\n\n\n


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Eigene Daten<\/td>ETD<\/td><\/tr>
R(Exoplanet) = 1,792 +0,035 -0,036 R(Jupiter)<\/td>R(Exoplanet) = 1,649 R(Jupiter)<\/td><\/tr>
<\/td>R(Stern) = 1,567 R(Sonne)<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Die Auswertung der eigenen Messdaten durch ETD<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Aus der Transittiefe und dem Radius des Muttersterns hat ETD den Planetenradius errechnet. Es handelt sich bei TOI 3952.01 (auch TOI 3952 b genannt) also um einen deutlich gr\u00f6\u00dferen Planeten als Jupiter. ETD gibt keine Quelle f\u00fcr den Radius des Muttersterns an. Die eigenen Daten sind bei ETD zu finden unter [9].<\/p>\n\n\n\n


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Transittiefe in mmag vs Messzeitpunkt, blauer Kreis eigene Messung, Gr\u00f6\u00dfe des Kreises entspr. Datenqualit\u00e4t (eigene Daten 3 von 5)<\/em>
<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Transitdauer in Minuten vs Messzeitpunkt, blauer Kreis eigene Messung, Gr\u00f6\u00dfe des Kreises entspr. Datenqualit\u00e4t (eigene Daten 3 von 5)<\/em><\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Diese Skizze aus ETD gibt ein anschauliches Bild \u00fcber das Gr\u00f6\u00dfenverh\u00e4ltnis des Exoplaneten und seines Muttersterns. K\u00f6nnte man die notwendige laterale Aufl\u00f6sung erreichen, w\u00fcrde der Transit so aussehen.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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___________________________________________________________________________<\/p>\n\n\n\n

[1] Guerrero et al. 2021, Guerrero, N. M., Seager, S., Huang, C. X., et al. 2021, ApJS, 254:39<\/p>\n\n\n\n

[2] https:\/\/exofop.ipac.caltech.edu\/tess\/target.php?id=321861405<\/a><\/p>\n\n\n\n

[3] https:\/\/exoplanetarchive.ipac.caltech.edu\/overview\/TOI%203952.01#planet_TOI-3952-01_collapsible<\/a><\/p>\n\n\n\n

[4] Transitfinder ist eine Datenbank des Swarthmore College (https:\/\/www.swarthmore.edu<\/a>) in den USA zur Voraussage von Exoplanetentransits vor ihrem Mutterstern. Sie wurde f\u00fcr die Planung der vorliegenden Messung verwendet.<\/p>\n\n\n\n

[5] http:\/\/var2.astro.cz\/ETD\/predictions.php<\/a><\/p>\n\n\n\n

[6] <\/u><\/em>Poddany S., Brat L., Pejcha O., New Astronomy 15 (2010), pp. 297-301,
Exoplanet Transit Database. Reduction and processing of the photometric data of exoplanet transits<\/a> (arXiv:0909.2548v1)<\/u><\/p>\n\n\n\n

[7]  F\u00fcr diese Arbeit wurden Daten der Mission Gaia der Europ\u00e4ischen Weltraumorganisation (ESA) (https:\/\/www.cosmos.esa.int\/gaia<\/a>) genutzt, die vom Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC, https:\/\/www.cosmos.esa.int\/web\/gaia\/dpac\/consortium<\/a>) bearbeitet wurden. Die Finanzierung des DPAC erfolgte durch nationale Institutionen, insbesondere durch die am Gaia Multilateral Agreement beteiligten Institutionen.<\/p>\n\n\n\n

[8] http:\/\/var2.astro.cz\/ETD\/etd.php?STARNAME=TOI%203952.01&PLANET=b<\/a><\/p>\n\n\n\n

[9] http:\/\/var2.astro.cz\/EN\/tresca\/transit-detail.php?id=1705066312<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

The measurement of the transit light curve of the exoplanet TOI 3952.01, 1929 light years away, is described. It is a recently discovered exoplanet. The own measured data are compared with the few available literature values.<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":3796,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_eb_attr":"","footnotes":""},"categories":[20],"tags":[112,168,158,26,164,163,113,25],"class_list":["post-3793","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-exoplaneten","tag-astronomie","tag-astronomy","tag-exoplanet","tag-exoplaneten","tag-lichtkurve","tag-lightcurve","tag-osnabrueck","tag-transitlichtkurve"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3793","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3793"}],"version-history":[{"count":9,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3793\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3949,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3793\/revisions\/3949"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3796"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3793"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3793"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3793"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}