Program Pengamatan Exoplanet Observatorium Bosscha

Ek \(\cdot\) so \(\cdot\) pla \(\cdot\) net

n Astron: planet di luar tata surya

Planet ada di mana-mana

Trappist-1

How people think we saw exoplanets

How we really saw them

Fotometri Transit Exoplanet

Kurva Cahaya Transit

• Bintang/planet
• Radius
• Periode
• Inklinasi

Fotometri Bukaan

Fotometri Diferensial

Mengukur perbedaan fluks bintang

Bintang variabel: Presisi 0.05 - 0.01 mag

Eksoplanet: Presisi 2 - 5 mmag

Menghitung Foton

… dengan akurat dan PRESISI …

… memaksimalkan SINYAL dan meminimalkan NOISE …

Perjalanan Foton

Citra Medan Datar

Citra Medan Datar

Citra Medan Datar

Meminimalkan pergerakan bintang

Sedapat mungkin bintang jatuh pada piksel yang sama selama pengamatan eksoplanet (4-6 jam)

• Pergerakan bintang (pada CCD) adalah fungsi dari:
  • Kesalahan Polar Alignment
  • Waktu integrasi
  • Panjang fokus
  • Deklinasi target
  • Jarak antara bintang target dan bintang pemandu
• Meminimalkan kesalahan periodik mounting
• Mounting yang seimbang
• Autoguiding

Autoguiding

Teleskop pemandu terpisah

Pemandu off-axis

Pemandu on-axis

Pemandu dengan menggunakan kamera utama

Waktu koreksi \(\geq\) waktu eksposur kamera utama

Rotasi medan

Perbedaan kelenturan

Rekam Jejak Pengamatan Eksoplanet di Observatorium Bosscha

2006

2014

2016

2018

Belum dipublikasikan (2015-2018)

Instrumen Pengamatan

Bosscha Robotic Telescope

(BRT)

Planewave CDK14

Spesifikasi teknis

Perlengkapan tambahan

Hedrick focuser

Teleskop dilengkapi dengan focuser motorik yang mampu menahan beban hingga 10kg. Focuser dapat bergerak sejauh 3,25 cm dengan ketelitian 1 mikron.

Kamera FLI Proline 11002

Filter 2“ Custom Scientific BVRI

Mounting Astro-Physics 1600 GTO

Sistem Robotik

Perangkat Lunak

• Skrip Python2.7 (2013) - ACP (2015) - skrip Python3.7 (2017)
• Memanfaatkan ASCOM, COM model, dan objek JSON dari MaximDL, TheSky6/X, PinPoint/Astrometry.net, PWI Focuser/Focusmax, dan OpenPHDGuiding
• Bersifat modular
  • Modul kamera
  • Modul mounting
  • Modul guider
  • Modul focuser
  • Modul platesolve
  • Modul logger
  • Modul parser
  • Modul utama

Modul Guider

Melakukan close-loop guiding dengan menggunakan kamera utama. Diadaptasi dari NGTS dan SPECULOOS (McCormac, 2013)

Modul Focuser

Autofocusing melalui V-Curve Half-Flux Diameter bintang

Modul Platesolve

• Astrometri/pengenalan pola bintang terdeteksi terhadap katalog bintang
• PinPoint/TheSkyX/astrometry.net
• Katalog bintang menggunakan GSC1.1 dan USNO-B

Kriteria Eksoplanet

• Transit berada dalam rentang senja dan fajar astronomi
• Ketinggian minimum: 30 derajat
• Jarak sudut bulan: 50 derajat
• \(V \lt 13\)
• \(dv \gt 10\) mmag
• Durasi transit \(\lt 3\) jam

Pengamatan

• Citra kalibrator saat senja dan/atau fajar
• Focusing
• Kalibrasi waktu
• Mulai 1 jam sebelum peristiwa transit dan berakhir 1 jam setelah peristiwa transit
• Menjaga bintang tetap jatuh pada piksel yang sama
• Waktu eksposur dan binning sesuai kecerlangan bintang dan resolusi waktu
• Mode fokus untuk bintang > 8 mag
  • Citra defokus dengan FWHM: 10-20 piksel

Olah dan analisis data

• Citra mentah
• Citra bersih
• Konversi waktu BJD dan platesolve

• Kurva cahaya dari fotometri diferensial

  • Bintang pembanding dengan kecerlangan sama
  • Bintang pembanding dengan warna sama
  • Bukaan sesuai profil seeing

  

• Deterending

• Parameter fisis eksoplanet

  LEMON - EXONAILER (The EXOplanet traNsits and rAdIal veLocity fittER)

  AIJ (ImageJ for Astronomy)

Peluang Riset Eksoplanet

• Konfirmasi eksoplanet baru - proyek KELT
• Memperbarui dan mempertajam parameter planet yang telah diketahui
• Mengamati dan mencari Transit Timing Variation - proyek ETD
• Tindak lanjut pengamatan landas bumi kandidat TESS

Roadmap

TESS

Spesifikasi

Medan Pandang BRT

Ukuran Piksel BRT

Ukuran Piksel TESS

Ukuran Piksel TESS

Ukuran bukaan fotometri TESS

Tantangan TESS

• Cahaya beberapa bintang sangat mungkin menyatu pada citra TESS
• Penurunan intensitas cahaya bisa jadi ’eksoplanet’ atau penyebab lainnya (false positive)
• Perlu pengamatan tindak lanjut landas bumi

TESS Follow-up Working Group

• Seeing-limited Photometry to identify false positives due to variable stars such as eclipsing binaries that contaminate the TESS image of a candidate transiting planet.
• Recon Spectroscopy to identify astrophysical false positives and to contribute to improved stellar parameters for the host star in those cases where the uncertainty in the planetary mass and radius is limited by the uncertainties in the mass and radius of the host star.

• High-resolution Imaging with adaptive optics, speckle imaging, and/or lucky imaging to detect nearby objects that are not resolved in the TESS Input Catalog or by Seeing-limited Photometry.
• Precise Radial Velocity Work with the goal of deriving orbits for the planet(s) orbiting the host star for the determination of planetary mass(es) relative to the host star.
• Space-based Photometry with facilities such as HST, Spitzer, MOST, CHEOPS, and JWST, primarily to confirm and/or improve the photometric ephemerides provided by TESS, but also to provide improved light curves for transit events or even transit time variations in some cases.

Peluang publikasi

• TFOP WG members who contribute results that are useful to promote a candidate to the next level of follow-up should also be invited to join as an author if the candidate is ultimately published. An example is time-series photometry of a target that does not detect a shallow transit in the target, but does show that no detectable events occur in nearby stars that contaminate the TESS aperture.
• If a member submits 25 consecutive null results before his/her contributions have been recognized by authorship on a paper, then the member will be extended the option of authorship on a compensatory TFOP WG member-led paper, even if none of the member’s results contributed directly to that paper.

Preferred Applicant Capabilities SG1

• Applicants should ideally have access to a facility with the capability to maintain the position of the field on the detector to within a few pixels throughout a sequence of time-series observations.
• On-axis guiding is preferred over off-axis guiding, but both are preferred over no telescope guiding.
• Also, pixel scales of 1 arcsec or less are preferred.
• Applicants should also be capable of calibrating their own image sets, performing differential photometry, and submitting light curve plots, finder field images, and photometric data to ExoFOP-TESS.

Identifikasi false-positive

• Bentuk kurva cahaya
• Kedalaman kurva cahaya yang silih berganti
• Variasi kedalaman pada filter yang berbeda
• Besar kedalaman

TESS Object of Interest

• TESS Candidate Target List v6: 3.805.509
• TESS Object of Interest: 408
• Peluang pengamatan di Observatorium Bosscha:
  • Tahun 2019: 348 Pengamatan, 2 obyek per malam

Peluang Kolaborasi

Kendala dan tantangan

• Cuaca
• Cuaca
• Cuaca
• Tenaga peneliti
• Perlu instrumen yang lebih baik
• Fotometri multi filter
• Kombinasi pengamatan fotometri dan spektroskopi

Ikhtisar

• Pengamatan eksoplanet di Observatorium Bosscha memberikan hasil yang cukup menjanjikan
• Pengembangan instrumen, pengamatan, sistem, olah data, dan analisis masih dapat dikembangkan lebih jauh
• Ajakan ke seluruh pihak untuk bergabung dalam program pengamatan eksoplanet
• Peluang kolaborasi untuk tindak lanjut TESS