008240612s2023      us  |||||||||||||||c||eng  d
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■020    ▼a9798380730730
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30720600
■035    ▼a(MiAaPQ)PennState_20476afg25
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a500
■1001  ▼aGupta,  Arvind  F.
■24510▼aHarnessing  the  Potential  of  Radial  Velocity  Exoplanet  Surveys▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bThe  Pennsylvania  State  University.  ▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2023
■300    ▼a1  online  resource(188  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Wright,  Jason  T.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  Pennsylvania  State  University,  2023.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aDedicated  exoplanet  surveys  which  combine  generous  time  allocations  with  the  cutting-edge  precisions  afforded  by  current  extreme  precision  radial  velocity  (EPRV)  spectrographs  have  placed  a  longstanding  goal  within  reach:  the  first  detection  of  an  Earth  analog  exoplanet.  But  survey  success  will  depend  critically  on  our  capacity  to  enact  optimized  observing  strategies  and  mitigate  known  sources  of  noise  to  extract  the  weak  signals  induced  by  the  exoplanets  we  seek.  Here,  I  discuss  steps  that  I  have  taken  to  address  this  challenge  through  work  with  NEID,  a  new  spectrograph  on  the  WIYN  3.5m  telescope  at  Kitt  Peak  National  Observatory,  and  with  a  novel  approach  to  EPRV  exoplanet  survey  analysis.First,  I  describe  the  NEID  Earth  Twin  Survey  (NETS),  a  5-year  RV  exoplanet  survey  being  conducted  with  the  NEID  spectrograph.  In  addition  to  discussing  the  goals  and  constraints  of  the  survey  and  outlining  our  top  level  observing  strategy,  I  break  down  the  various  sources  of  external  noise  that  will  degrade  the  achieved  precision  relative  to  the  instrumental  floor.  I  then  formulate  a  target  prioritization  metric  with  which  I  identify  the  sample  of  nearby,  Sun-like  stars  that  is  most  conducive  to  RV  exoplanet  detection.Next,  I  describe  the  design  of  the  graphical  user  interfaces  (GUIs)  with  which  NEID  spectrograph  operations  are  conducted.  These  GUIs  are  integrated  into  the  NEID  instrument  control  system  and  facilitate  seamless  communication  with  spectrograph  subsystems  and  enable  automatic  spectrograph  configuration  and  target  ingestion  from  the  nightly  observing  queue,  which  improves  operational  efficiency  and  consistency  across  epochs.  By  interfacing  with  the  NEID  exposure  meter,  the  GUIs  also  allow  observers  to  monitor  the  progress  of  individual  exposures  and  trigger  the  shutter  on  user-defined  SNR  thresholds,  ensuring  the  collection  of  high  precision  data  and  minimizing  noise  contributions  from  detector  charge  transfer  inefficiency.I  then  discuss  the  detection  and  analysis  of  p-mode  oscillation  signals  in  the  subgiant  star  HD  35833  with  both  NEID  and  TESS.  These  results  validate  models  for  the  correlated  noise  impact  of  oscillations  on  RV  observations  and  strategies  for  mitigating  this  noise  contribution.  While  the  signal  is  detected  in  both  RVs  and  photometry,  the  observed  RV  amplitudes  are  suppressed  significantly  relative  to  expectations.  I  discuss  possible  causes  of  this  discrepancy  and  comment  on  implications  for  RV  exoplanet  observations.  I  also  present  an  update  model  for  predicting  the  residual  RV  oscillation  amplitudes  for  sequences  of  exposures  separated  by  nonzero  readout  time.Acknowledging  the  obstacles  presented  by  oscillations  and  other  correlated  noise  contributions  from  stellar  variability,  I  outline  a  new  EPRV  survey  simulation  and  analysis  framework,  in  which  the  Fisher  information  content  of  a  survey  is  used  to  determine  exoplanet  detection  limits.  I  use  this  framework  to  assess  the  efficacy  of  common  observing  strategies  and  to  identify  those  that  will  optimize  detection  of  Earth  analog  exoplanets  under  various  assumptions  about  stellar  variability  signals.Finally,  I  present  a  detailed  analysis  of  the  first  two  years  of  NETS  observations.  I  outline  various  diagnostic  measures  of  the  survey  performance  to  date  and  I  identify  and  discuss  several  RV  signals  detected  in  our  data  set,  including  a  new  exoplanet  orbiting  the  nearby  Sun-like  star  HD  86728.  This  is  the  first  exoplanet  discovered  with  NETS,  and  it  showcases  the  state-of-the-art  precision  NEID  is  able  to  deliver.  I  conclude  with  a  discussion  of  how  the  work  presented  herein  will  inform  the  design  of  future  EPRV  exoplanet  surveys.
■590    ▼aSchool  code:  0176.
■650  4▼aDecomposition.
■650  4▼aTime  series.
■650  4▼aEarth.
■650  4▼aAstrophysics.
■650  4▼aAstronomy.
■653    ▼aTime  allocations
■653    ▼aSpectrograph
■653    ▼aHarnessing
■653    ▼aEarth  analog  exoplanet
■690    ▼a0596
■690    ▼a0606
■71020▼aThe  Pennsylvania  State  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-05B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0176
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16935408▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024