Pipeline per la caratterizzazione di atmosfere esoplanetarie con spettroscopia ad alta risoluzione: dall’acquisizione degli spettri al retrieval dei parametri atmosferici

Abstract

Questa tesi ha come obbiettivo la descrizione della pipeline che permette di caratterizzare le atmosfere di pianeti extrasolari con la spettroscopia di trasmissione ad alta e bassa risoluzione. Ogni capitolo riporta una breve spiegazione dei vari passi principali di questa procedura. Nella prima parte vengono descritti tutti i processi di acquisizione degli spettri, parlando della strumentazione usata e della formattazione dei dati. Qui si fa riferimento al luogo delle osservazioni, ovvero La Palma, e al telescopio utilizzato, cioè il Telescopio Nazionale Galileo. Lo strumento usato per le rilevazioni, invece, è uno spettrometro ad alta risoluzione denominato GIANO-B. Il reticolo che permette la diffrazione della radiazione elettromagnetica incidente è un reticolo echelle, che suddivide lo spettro stesso in ordini multipli. Nella tesi è presente una descrizione dettagliata del funzionamento di tutti questi elementi. Successivamente si affronta il tema della riduzione degli spettri acquisiti. Il procedimento è suddiviso in più sotto-parti, a partire dall’estrazione, che viene svolta utilizzando la pipeline ufficiale dello strumento, Gofio. Successivamente avviene l’allineamento degli ordini spettrali e la loro calibrazione in lunghezza d’onda. L’ultimo passo riguarda le procedure di rimozione dello spettro tellurico tramite tecniche matematiche, quali la Principal Component Analysis (PCA) o l’Independent Component Analysis (ICA). Nel penultimo capitolo, invece, viene descritta l'interfaccia grafica sviluppata da me per eseguire il software di caratterizzazione delle atmosfere ideato dal Dr. Giacobbe. Vengono riportati anche i grafici scientifici che si ottengono dall'esecuzione dei retrieval, sfruttando come esempi i risultati ottenuti dall'analisi di HD189733Ab, un gioviano caldo distante 63 anni luce da noi. L'ultimo capitolo descrive gli obbiettivi futuri del nostro team