MARC

 008240612s2023      us  |||||||||||||||c||eng  d
■001000016932376
■00520240214100450
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798379613495
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30491980
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a520
■1001  ▼aGarcia-Mejia,  Juliana.▼0(orcid)0000-0003-1361-985X
■24510▼aThe  Tierras  Observatory:  An  Ultra-Precise  Time-Series  Photometer  to  Characterize  Nearby  Low-Mass  Stars  and  Their  Terrestrial  Exoplanets▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bHarvard  University.  ▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2023
■300    ▼a1  online  resource(400  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  84-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Charbonneau,  David;Fabricant,  Daniel.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Harvard  University,  2023.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aAlthough  the  study  of  exoplanets  has  seen  dramatic  advances  in  the  past  decade,  the  analogs  of  many  of  the  denizens  of  our  own  Solar  system  remain  beyond  the  grasp  of  our  current  observatories.  Most  of  the  known  terrestrial  exoplanets  are  significantly  larger  than  the  Earth,  and  it  remains  an  open  question  whether  Mars  and  Mercury-sized  worlds  are  common.  No  exo-satellites  or  exo-rings  have  been  discovered  to-date.  And,  we've  only  begun  to  characterize  the  long  term  variability  of  stars  and  its  impact  on  their  attendant  worlds.  Time-series  photometry  is  the  path  to  significant  progress  on  all  these  questions,  but  we  are  limited  by  the  photometric  precision  of  our  observatories.In  this  thesis,  I  describe  the  design,  construction,  commissioning,  on-sky  performance,  and  first  science  results  of  the  Tierras  Observatory,  a  refurbished  1.3-m  ultra-precise  fully-automated  photometer  designed  to  further  our  understanding  of  terrestrial  exoplanets,  exo-satellites,  and  the  variability  of  mid-to-late  M  dwarf  stars.  The  observatory  re-utilizes  the  28-year-old  2MASS  North  telescope,  located  at  the  Fred  Lawrence  Whipple  Observatory  atop  Mount  Hopkins,  Arizona.  Tierras  is  designed  to  regularly  achieve  a  photometric  precision  of  250  ppm  on  a  time  scale  of  both  10  minutes  and  across  an  observing  season.  I  begin  this  thesis  by  detailing  the  five  design  choices  that  allow  Tierras  to  achieve  250  ppm  precision  per  10-min  bins,  and  recounting  their  execution.  First  is  the  optical  and  opto-mechanical  design,  alignment,  bonding,  and  deployment  of  a  four-lens  focal  reducer  and  field-flattener,  which  increases  the  field-of-view  of  the  1.3-m  telescope  from  0.19  degrees  to  0.48  degrees  on  a  side  and  allows  us  to  accommodate  an  optimal  number  of  comparison  stars  in  the  field  and  correct  for  atmospheric  variation  effects.  Second  is  a  custom  narrow  bandpass  filter  (FWHM  40  nm)  centered  around  863.5  nm  to  minimize  precipitable  water  vapor  errors  known  to  limit  state-of-the-art  ground-based  photometers  targeting  M  dwarf  stars.  Third  is  a  deep-depletion  4K  x4K  CCD  with  a  quantum  efficiency  of  90%  in  the  Tierras  bandpass,  operating  in  shutter-less,  frame-transfer  mode  to  minimize  readout  time  and  readout  noise,  while  maximizing  our  time  gathering  science  data.  The  CCD  is  housed  inside  a  custom  dewar,  and  cooled  to  −105◦C  via  a  cryo-cooler  requiring  a  single  annual  refill.  Fourth,  is  a  fully  automated  mode  of  operation,  enabled  by  a  fully  refurbished  telescope  and  dome  that  we  retrofitted  with  absolute  position  encoders,  a  modern  telescope  control  software,  a  new  integrated  (telescope  and  camera)  control  interface,  and  a  fully  operational  observing  robot.  Fifth  is  a  custom  set  of  baffles,  designed  and  built  in-house,  which  reduce  sky  background  by  two  orders  of  magnitude.In  the  second  part  of  this  thesis,  I  summarize  the  Tierras  Observatory  commissioning  effort,  present  the  results  of  our  first  year  of  science  observations,  and  quantify  our  photometric  precision  as  a  function  of  bin  size,  and  across  the  2022-2023  observing  season.  I  show  that  Tierras  is  already  delivering  250-ppm  precision  light  curves  (in  10  min  bins)  for  M  dwarf  stars  of  varied  spectral  types,  and  outline  current  and  future  efforts  to  improve  the  instrument's  long-term  photometric  stability  further.  I  conclude  with  a  description  of  the  observational  efforts  we  plan  to  undertake  during  the  next  3-5  years.  We  will  survey  stars  known  to  host  a  transiting  planet  to  search  for  additional  terrestrial  planets  too  small  or  too  cool  to  be  detected  by  TESS  or  other  ground-based  facilities;  monitor  known  exoplanets  (both  terrestrials  and  jovians)  at  longer  orbital  periods  to  search  for  satellites  or  systems  of  circumstellar  rings;  and  undertake  a  long  term  monitoring  campaign  to  determine  hitherto  unmeasured  rotation  periods  of  M  dwarf  stars  in  a  volume-complete  sample.
■590    ▼aSchool  code:  0084.
■650  4▼aAstronomy.
■650  4▼aAstrophysics.
■650  4▼aPlanetology.
■653    ▼aExoplanets
■653    ▼aM  dwarf  stars
■653    ▼aTerrestrial  planets
■653    ▼aTransit  method
■653    ▼aUltra-precise  photometry
■690    ▼a0606
■690    ▼a0596
■690    ▼a0590
■71020▼aHarvard  University▼bAstronomy.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g84-12B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0084
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16932376▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서