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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

New analytical expressions of the Rossiter-McLaughlin effect adapted to different observation techniques

G. Boué, M. Montalto, I. Boisse, M. Oshagh, N. C. Santos

Resumo
The Rossiter-McLaughlin (hereafter RM) effect is a key tool for measuring the projected spin-orbit angle between stellar spin axes and orbits of transiting planets. However, the measured radial velocity (RV) anomalies produced by this effect are not intrinsic and depend on both instrumental resolution and data reduction routines. Using inappropriate formulas to model the RM effect introduces biases, at least in the projected velocity V sin i? compared to the spectroscopic value. Currently, only the iodine cell technique has been modeled, which corresponds to observations done by, e.g., the HIRES spectrograph of the Keck telescope. In this paper, we provide a simple expression of the RM effect specially designed to model observations done by the Gaussian fit of a cross-correlation function (CCF) as in the routines performed by the HARPS team. We derived also a new analytical formulation of the RV anomaly associated to the iodine cell technique. For both formulas, we modeled the subplanet mean velocity vp and dispersion βp accurately taking the rotational broadening on the subplanet profile into account. We compare our formulas adapted to the CCF technique with simulated data generated with the numerical software SOAP-T and find good agreement up to V sin i* ≲ 20 km.s-1. In contrast, the analytical models simulating the two different observation techniques can disagree by about 10σ in V sin i* for large spin-orbit misalignments. It is thus important to apply the adapted model when fitting data.

Palavras chave
techniques: spectroscopic – instrumentation: spectrographs – planetary systems – methods: analytical – methods: data analysis

Notas
A public code implementing the expressions derived in this paper is available at http://www.astro.up.pt/resources/arome. A copy of the code is also available at the CDS via anonymous ftp to cdsarc.u-strasbg.fr (130.79.128.5) or via http://cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/qcat?J/A+A/550/A53

Astronomy and Astrophysics
Volume 550, Página A53_1
fevereiro 2013

>> ADS>> DOI

Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é uma nova, mas muito aguardada, estrutura de investigação com uma dimensão nacional. Ele concretiza uma visão ousada, mas realizável para o desenvolvimento da Astronomia, Astrofísica e Ciências Espaciais em Portugal, aproveitando ao máximo e realizando plenamente o potencial criado pela participação nacional na Agência Espacial Europeia (ESA) e no Observatório Europeu do Sul (ESO). O IA é o resultado da fusão entre as duas unidades de investigação mais proeminentes no campo em Portugal: o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) e o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL). Atualmente, engloba mais de dois terços de todos os investigadores ativos em Ciências Espaciais em Portugal, e é responsável por uma fração ainda maior da produtividade nacional em revistas internacionais ISI na área de Ciências Espaciais. Esta é a área científica com maior fator de impacto relativo (1,65 vezes acima da média internacional) e o campo com o maior número médio de citações por artigo para Portugal.

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