Extrasolar Moons as Gravitational Microlenses Christine Liebig

Abstract
Extrasolare Monde als Mikrogravitationslinsen: Durch den Mikrolinseneffekt
wurden bereits acht Exoplaneten detektiert. Die Methode ist prinzipiell in der Lage,
Körper mit einer Erdmasse oder sogar geringerer Masse zu entdecken. Daher erscheint
es naheliegend, die möglichen Gravitationslinseneffekte extrasolarer Monde
auf beobachtbare Lichtkurven zu untersuchen. Die einfachste Gravitationslinsenkonstellation
stellt ein extrasolares System mit Mond als Dreikörperlinsensystem
dar, bestehend aus den drei Massen Stern, Planet und Mond. Da der Mond sich
im Orbit um den Planeten befindet, wird der Abstand zwischen Mond und Planet
stets klein gegenüber dem Abstand zwischen Stern und Planet sein. Diese Vorgabe
kann zu komplexen Interferenzen der Planetenkaustik mit der Mondkaustik führen.
Wir quantifizieren Detektierbarkeit und Detektionsgrenzen, indem wir Lichtkurven
der Dreikörperlinse mit angepassten Binärlichtkurven, resultierend aus dem System
Stern und Planet ohne Mond, vergleichen. Durch Anwendung von inversem Ray-
Shooting simulieren wir Verstärkungskarten mit realistischen Massen- und Winkelabstandsgrößen.
Von diesen Karten wird jeweils eine große Anzahl von Lichtkurven
extrahiert und für jede Lichtkurve die Unterscheidbarkeit zum Binärfall analysiert.
Wir benutzen ein Chi-Quadrat-Kriterium um die Detektierbarkeit des Mondes in
einigen ausgewählten Dreifachlinsenszenarios zu bestimmen.
Extrasolar Moons as Gravitational Microlenses: Up to now eight exoplanets
have been detected with microlensing, and the method is sensitive to masses as low
as an Earth mass or even a fraction of it. Hence it seems natural to theoretically
investigate the microlensing effects of moons around extrasolar planets. From a microlensing
point of view, an extrasolar system consisting of a star, a planet and a
moon can be modelled as a triple-lens system with mass ratios very different from
unity. As the moon orbits the planet, the planet-moon separation will be small
compared to the distance between planet and star. Such a configuration can lead to
a complex interference of caustics. We quantify detectability and detection limits by
comparing triple-lens light curves to best-fit binary light curves as caused by host
star and planet only – without moon. We simulate magnification patterns of realistic
mass and separation parameters using the inverse ray-shooting technique. These
patterns are processed by analysing a large number of light curves and fitting a
binary case to each of them. A chi-squared criterion is used to indicate detectability
of the moon in a number of selected triple-lens scenarios.