Photometric searches for exoplanets and variability in star clusters

Questa tesi è incentrata sull’analisi fotometrica delle curve di luce stellari (LCs), per ricercare stelle variabili e pianeti extrasolari in transito. In particolare, questo studio viene condotto su campi affollati che includono ammassi aperti. Il contesto del mio lavoro è la mappatura fotometrica preparatoria “The Asiago Pathfinder for HARPS-N” (APHN; PI: Bedin), finalizzata alla caratterizzazione degli ammassi aperti (ad esempio M44, NGC752, M35, NGC2158 and M67), al fine di essere impiegata allo spettrografo HARPS-N (acronimo per High Accuracy Radial velocity Planet Searcher for the Northern hemisphere) installato al Telescopio Nazionale Galileo (TNG). Recentemente, la mappatura APHN è stata estesa ad un campionamento addizionale di ammassi aperti che sono stati scelti quali obiettivi per la missione K2, prolungamento della missione Kepler (Howell et al. 2014), allo scopo di creare un catalogo astro-fotometrico di base delle componenti che verranno analizzate con i set di dati delle missioni Kepler e K2 (Libralato et al. 2015a). Altre strumentazioni sono state coinvolte, come ad esempio quelle del progetto SuperWASP oppure quelle del telescopio STELLA1, i cui dati sono stati analizzati in questa tesi. Le ricerche di esopianeti in transito all’interno di ammassi aperti, benchè ardue (van Saders & Gaudi 2011), sono particolarmente utili per limitare le proprietà sia della stella ospitante, sia del pianeta e di svelare il meccanismo di formazione ed evoluzione planetaria (Janes 1996; Fischer & Valenti 2005). La prima parte della tesi è una recensione delle differenti tecniche fotometriche adottate dalla comunità scientifica nella ricerca di esopianeti e, più in generale, della variabilità stellare (capitolo 1), focalizzandosi sulle mappature fotometriche degli ammassi aperti. Una breve recensione sui principali progetti da terra e da spazio viene data alla fine di questo capitolo. Il capitolo 2 analizza le cause degli errori sistematici (“red noise”) e descrive i metodi sviluppati per correggere le curve di luce prima della ricerca di variabilità. Una descrizione delle differenti tipologie di variabilità stellare e degli algoritmi usati per la ricerca di segnali periodici viene data nel capitolo 3. La mia analisi degli ammassi aperti sopra citati è descritta negli ultimi quattro capitoli, partendo da M44 nel capitolo 4. Qui, dopo una descrizione delle attrezzature per le osservazioni, tratto degli algoritmi per la correzione da errori sistematici, della procedura per individuare segnali periodici e dei miei risultati in termini di variabili appena scoperte, includendo uno studio della relazione girocronologica fra la periodicità e il colore della stella. I capitoli seguenti sono organizzati in maniera simile, ma trattano, rispettivamente, di NGC752 (capitolo 5), di M35 & NGC2158 (capitolo 6) e di M67 (capitolo 7).