Program Pengamatan Eksoplanet Observatorium Bosscha

Muhammad Yusuf
4 April 2019

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

n Astron: planet di luar tata surya

Penemuan Eksoplanet

Foto terjauh matahari

How people think we saw eksoplanets

How we really saw them

1992: Variasi Waktu

Penemuan eksoplanet pertama di pulsar PSR B1257+12

1995: Kecepatan Radial

Pegasi 51 b

Pengamatan Kecepatan Radial

1999: Fotometri Transit

HD 209458 b

Pengamatan Fotometri Transit

2008: Pencitraan Langsung

Planet ada di mana-mana

Trappist-1

Fotometri Transit Eksoplanet

Kurva Cahaya Transit

lightcurve.png

  • Bintang/planet
  • Radius
  • Periode
  • Inklinasi

Fotometri Bukaan

aperture.png

Fotometri Diferensial

differential.png

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 …

Rekam Jejak Pengamatan Eksoplanet di Observatorium Bosscha

2006

ratna.jpg

2014

denny.jpg

2016

yusuf.jpg

yusuf-lc.jpg

ridlo.jpg

ridlo-lc.jpg

denny2.jpg

denny2-lc.jpg

2018

yusuf2.jpg

yusuf2-lc.jpg

Parameter Obs Ref (Hebrard, 2012)
Periode (hari) 1.74977* 1.74977
Eksentrisitas 0 0
Radius Bintang \(R_\odot\) 0.79* 0.79
Limb Darkening u1 0.527 -
Limb Darkening u2 0.179 -
Durasi transit (hari) 0.0797 0.0754
Rasio planet bintang 0.0275 0.0271
Impact parameter 0.5882 0.6
Inklinasi 85.235 85.35
Radius planet 1.275 1.27

Belum dipublikasikan (2015-2018)

kurvaexo.jpg

Bosscha Robotic Telescope

(BRT)

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

    seeing.jpg

  • Deterending

  • Parameter fisis eksoplanet

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

    AIJ (ImageJ for Astronomy)

Measurements.png

fitting.jpg

Parameter Obs Ref (Hebrard, 2012)
Periode (hari) 1.74977* 1.74977
Eksentrisitas 0 0
Radius Bintang \(R_\odot\) 0.79* 0.79
Limb Darkening u1 0.527 -
Limb Darkening u2 0.179 -
Durasi transit (hari) 0.0797 0.0754
Rasio planet bintang 0.0275 0.0271
Impact parameter 0.5882 0.6
Inklinasi 85.235 85.35
Radius planet 1.275 1.27

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

roadmap.jpg

TESS

tess_spacecraft_cameras.jpg



  • Survei seluruh area langit untuk bintang-bintang terang dalam jarak 200 parsek
  • Mencari dan mengukur massa 50 planet dengan radius < 4 kali radius Bumi
  • “Finder” untuk JWST

Spesifikasi

Medan pandang tunggal \(24^o \times 24^o\)
Medan pandang total \(24^o \times 96^o\)
Diameter 10,5 cm
Focal ratio f/1,4
Rentang panjang gelombang 600 - 1000 nm

Medan Pandang BRT

wasp52.jpg

Ukuran Piksel BRT

tess-pixel.jpg

Ukuran Piksel TESS

tess-pixel2.jpg

Ukuran Piksel TESS

tess-pixel3.jpg

Ukuran bukaan fotometri TESS

tess-aperture.jpg

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

Identifikasi false-positive

corot9b_transit_Hires.jpg

j_AMNS.2016.2.00027_fig_003.jpg

  • 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

kelt.jpg

Kendala dan tantangan

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

Pemanfaatan Teleskop ITB-UNDANA

Penelitian

  • Pengamatan fotometri
    • Eksoplanet
    • Bintang Variabel
  • Pengamatan astrometri asteroid (NEA dan NEO)
  • Instrumentasi
  • Olah data

Pendidikan

  • Perkuliahan
  • Tugas akhir / tesis
  • Pertukaran mahasiswa

Pengabdian Masyarakat

  • Kunjungan sekolah/umum
  • Pengamatan virtual

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