A study was made in order to deduce whether certain chemical species, namely water (H2O) and carbon monoxide (CO), are present in the atmosphere of the exoplanet WASP-107 b, which lies about 200 light-years away from Earth in the constellation Virgo. The project was carried out at Uppsala University at the Department of Physics and Astronomy. This was done through the use of transmission spectroscopy and executed using a cross-correlation technique, one of the leading methods available today to extract exoplanetary atmospheric information. The data used was collected during a transit which occured in March 2022, originally gathered by the spectrograph CRIRES+ stationed at Very Large Telescope (VLT) in Paranal. WASP-107 b is a warm Jupiter-type planet, and since the aforementioned chemical species exhibit spectral lines mainly in the infrared (0.95-5.3 μm), it makes CRIRES+ a desirable instrument due to its specialization for working in the infrared. The data analysis was performed using several scripts built in Python with subsequent data-reduction methods. The data-reduction methods used for this purpose was the standard ESO CRIRES+ data reduction pipeline which includes removal of systemic sources of noise such as dead pixels and cosmic rays, and SysRem, which is an algorithm used to remove any trends with time and any constant features in time for each pixel time series. SysRem is currently one of the most efficient way available for doing so, and is commonly used in these types of studies. Several detection maps were then generated and studied in order to deduce whether a detection had been made or not. For this project, one exoplanet was examined and its atmosphere was probed for H2O and CO. The cross-correlation templates utilized were a combination of both species as well as one corresponding to only CO. The detection maps generated from the cross-correlation analysis initially suggested non-detections for all combinations of SysRem iterations and templates, except for two which presented features that might imply a detection but without any strong certainty. Those results indicate the possible existence of CO in the atmosphere of WASP-107 b, but further investigation is needed in order to determine their validity. / Denna rapport beskriver en studie som utförts för att undersöka ifall vissa kemiska arter, nämligen vatten (H2O) och kolmonoxid (CO), existerar i atmosfären kring exoplaneten WASP-107 b. Exoplaneten ligger cirka 200 ljusår bort från jorden i konstellationen Jungfrun. Arbetet utfördes på Uppsala universitet på institutionen för fysik och astronomi, eller Department of Physics and Astronomy. Detta gjordes huvudsakligen med hjälp av transmissionsspektroskopi och cross-correlation - en av de ledande metoderna idag för att analysera exoplanetära atmosfärer. Datan som använts för denna studie samlades in under en transit som skedde i mars 2022 med hjälp av spektrografen CRIRES+, stationerad vid Very Large Telescope (VLT) i Paranal. WASP-107 b klassas som en varm Jupiter, och eftersom de undersökta kemiska arterna huvudsakligen uppvisar spektrallinjer i det infraröda området (0.95-5.3 μm), är CRIRES+ ett sunt val då spektrografen är specialiserad på att undersöka infrarött ljus. Dataanalysen utfördes genom användningen av flertal script, byggda i Python med påföljande datareduktion. De datareduktionsmetoder som användes i detta syfte var ESO CRIRES+ standard data reduction pipeline, vilken inkluderar avlägsnandet av systematiska källor till brus såsom döda pixlar och den kosmiska bakgrundsstrålningen, och SysRem, vilket är en algoritm som används för att ta bort trender samt konstanta drag beroende på tid utmed varje pixelserie. I nuläget är SysRem en av de mer effektiva sätten att göra detta på, och är en vanlig metod i studier som denna. I detta projekt blev en exoplanet undersökt och dess atmosfär granskad för att se ifall H2O och CO förekommer i den. De cross-correlation templates som användes bestod av en som använde en kombination av båda kemiska arter, tillika en som endast detekterade CO. De detection maps som genererats från cross-correlation analysen föreslog först en ickedetektion för alla kombinationer av SysRem iterationer och templates, förutom två, vilka uppvisade signalement som möjligtvis indikerade en detektion, men utan särskild stark säkerhet. Dessa resultat föreslog en möjlig detektion av CO i atmosfären, men för att säkerställa detta krävs vidare undersökning.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-515879 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Önerud, Elias |
| Publisher | Uppsala universitet, Institutionen för fysik och astronomi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | FYSAST ; FYSKAND1187 |
Page generated in 0.0066 seconds