Development of a new tool for the dynamical analysis of exoplanetary systems

Ho sviluppato un programma per riprodurre simultaneamente le velocità radiali (RV) e i tempi di transito (T0s) osservati con lo scopo di determinare i parametri orbitali di sistemi esoplanetari. Ho chiamato questo programma TRADES: TRAnsits and Dynamics of Exoplanetary Systems. Il simulatore dinamico N-corpi, che ho implementato, riproduce i dati disponibili durante l'integrazione delle orbite e determina la miglior combinazione dei parametri orbitali tramite una ricerca su una griglia di parametri, una tecnica di minimizzazione del chi quadro, un algoritmo genetico, una tecnia di ottimizzazione a sciami di particelle e un'analisi di tipo bootstrap. Per validare TRADES, ho testato il codice su un sistema a 3-corpi sintetico e su due sistemi reali scoperti dalla missione Kepler: Kepler-9 e Kepler-11. Questi sistemi sono perfetti campioni di sistemi di esopianeti multipli, che mostrano variazioni dei tempi di transito (TTVs) per l'interazione gravitazionale tra pianeti, Ho ricavato per i pianeti di Kepler-11 dei parametri orbitali in buon accordo con i valori proposti nell'articolo della scoperta e con un recente lavoro fatto dagli stessi autori. Ho analizzato i primi tre quarti di dati del sistema Kepler-9 e ho trovato dei parametri in parziale accordo con l'articolo della scoperta. Analizzando i tempi di transito (T0s) che coprono dodici quarti di dati del satellite Kepler ho ricavato una nuova soluzione che meglio riproduce i dati. Le masse di questa soluzione orbitale sono circa il 55% dei valori inizialmente proposti; questo ha come conseguenza la riduzione della semi-ampiezza delle velocità radiali di circa 12.80 m/s. Inoltre, ho creato un campione sintetico di dati di RVs e T0, basandomi sul sistema Kepler-9, che riproducano le osservazioni future del satellite dell'ESA CHEOPS. Ciò è stato fatto per studiare le prestazioni di CHEOPS in caso di rilevazione di segnali di TTV dovuti ad un pianeta sconosciuto in un sistema planetario. Questa analisi è ancora in corso e subirà dei sostanziali cambiamenti durante le prossime fasi di sviluppo della missione CHEOPS. Ulteriormente, ho applicato TRADES a qualche sistema esoplanetario del campione del progetto TASTE (The Asiago Search of Transit timing variations of Exoplanets). Per questi sistemi era stato precedentemente riscontrato la variazione del tempo dei transiti, ma di recente ciò è stato escluso perché le stime dell'incertezza sui tempi di transito erano sottostimate. Nel prossimo futuro estenderò l'analisi dinamica di questi sistemi in vista dei nuovi dati che sono stati recentemente ottenuti dal progetto TASTE.