Kurzfassung
Seit dem Nachweis des ersten Planeten, der einen anderen Hauptreihenstern als die Sonneumkreist (Mayor & Queloz, 1995), hat die Verbesserung von Detektionsmethoden zu einemexponentiellen Anstieg der Anzahl von bekannten Exoplaneten geführt. Jedoch zeigt derVergleich der Verteilungen von Parametern aller Exoplaneten, wie Masse und Umlaufperiode, mit denen der Planeten unseres Sonnensystems, dass die beiden Gruppen deutlicheUnterschiede aufweisen.Die derzeit erfolgreichsten Nachweismethoden, die Radialgeschwindigkeits- sowie Transitmethode, sind sehr effizient bezüglich der Suche nach massiven Planeten auf engen Orbits,verlieren aber ihre Empfindlichkeit bei zunehmender Umlaufperiode und abnehmenderPlanetenmasse. Und obwohl es mit der direkten Abbildung eine erfolgreiche Methodezum Nachweis von Planeten mit großen Halbachsen gibt, so ist diese derzeit beschränktauf die Entdeckung junger, massiver Objekte.In dieser Arbeit werden alternative Detektionsmethoden für Planeten mit großen Halbachsen vorgestellt, sowie ein neuer Ansatz für die Suche nach entfernten Sonnensystemobjekten, um die Frage zu beantworten, ob der Zensus unseres eigenen Planetensystemsvollständig ist.Der erste Teil dieser Arbeit befasst sich mit Nachweismethoden für eine häufig vernachlässigte Unterklasse von Exoplaneten: Circumbinären Planeten. Kurzperiodische Doppelsternsysteme, welche einen großen Teil der stellaren Population bilden, bieten dieMöglichkeit, unser Wissen über Exoplanetensysteme zu vervollständigen. Der Nachweisvon circumbinären Planeten, welcher auf der Messung von Phasenverschiebungen derOrbits von Binärsystemen beruht, nimmt mit steigender Umlaufdauer der Planeten anEmpfindlichkeit zu.Ich befasse mich zunächst mit dem Einsatz von Radialgeschwindigkeitsmessungen solcherPhasenverschiebungen, welche trotz im Vergleich zur Suche nach Planeten um einzelneSterne geringerer instrumenteller Voraussetzungen den Einsatz von Jodzellen zur Wellenlängenkalibrierung und Entkopplung von Spektren der Binärkomponenten benötigt. Einetiefgehende Analyse solch einer Jodzelle wird hier vorgestellt, welche nach der Installation am robotischen 1.2 m Spiegelteleskop TIGRE die Detektion von langperiodischencircumbinären Planeten mit weitaus geringerer Masse als Jupiter ermöglichen wird.Der nächste Abschnitt beschreibt den Nachweis circumbinärer Planeten durch Variationen der Bedeckungszeitpunkte, welche auch mit kleinen Teleskopen durchgeführt werdenkann. Obwohl die Existenz vieler solcher Planeten basierend auf dieser Methode postuliert worden ist, wurde bisher, bedingt durch ihre Orbiteigenschaften, kein einziger durcheine unabhängige Nachweismethode bestätigt. Da es jedoch eine alternative Erklärungfür die gemessenen Phasenverschiebungen, nämlich einen magnetischen Effekt namensApplegate-Mechanismus, gibt, habe ich die X-ray-Lichtkurve des Doppelsternsystems HR1099, welches sich durch starke Schwankungen der Orbitperiode auszeichnet, zusammengetragen und ausgewertet. Weil aber stochastische Variationen im X-ray-Fluss, verursachtdurch das Vorkommen von Fackeln, die Identifikation eines magnetischen Zyklus verhindert haben, benötigen wir ein tieferes Verständnis des Einflusses solcher Fackeln sowieOrbitmodulationen auf solch eine Analyse. Im darauffolgenden Abschnitt wird daher eineeinzelne, lange Beobachtung von BX Tri, einem weiteren kurzperiodischen Doppelsternsystem, durchgeführt mit XMM-Newton, beschrieben, in welcher sich keine Anzeichen einerOrbitmodulation im hochenergetische Bereich finden.Schlussendlich wende ich mich unserem Sonnensystem zu und beschreibe eine neue Methode zum Nachweis eines möglichen neunten großen Planeten in diesem. Obwohl die Analyse von Daten des Wide Field Infrared Survey Explorer keine physikalisch sinnvollen Kandidaten hervorbrachte, könnte dieser Algorithmus in Zukunft die Detektion eines solchenPlanet Neun ermöglichen.
Since the detection of the first planet orbiting a main-sequence star other than our Sun (Mayor & Queloz, 1995), the refinement of detection techniques has led to an exponential increase in the number of Exoplanet discoveries. However, when comparing the distribution of parameters of all known Exoplanets, such as mass and orbital period, to those of the planets in our own Solar System, one cannot help but notice that there is an obvious disjunction between the two groups. The most successful detection techniques today, the radial velocity and the transit method, are very efficient when it comes to the discovery of large planets on tight orbits, but become less sensitive with increasing orbital period and decreasing planetary mass. And while there is a proven method for the detection of planets with large semi-major axes, namely direct imaging, it is to date limited to the discovery of young, massive objects. In this work, alternative detection methods for planets with large semi-major axes are investigated. Furthermore, a novel search method for distant Solar System Objects is introduced, in order to assess the question as to whether the census of planets within our own Solar System is complete. The first part of this thesis investigates detection techniques for an often neglected subgroup of Exoplanets: circumbinary planets. Short-period binary systems, constituting a large fraction of the stellar population, provide the opportunity to expand our knowledge of Exoplanetary systems. Being based on the measurement of phase shifts of the binary orbit, the detection of circumbinary planets becomes more sensitive with increasing orbital separation. I first focus on the employment of radial velocity measurements of said phase shifts, which, despite being instrumentally less demanding than the search for planets orbiting single stars, require iodine absorption cells both for wavelength calibration and the disentanglement of the spectra of binary components. An in-depth analysis of an individual iodine cell is presented, which, after installation at the 1.2 m robotic TIGRE telescope, will allow for the detection of circumbinary planets with long orbital periods far below Jupiter mass. The next section describes the detection of circumbinary planets via eclipse timing variations, which can be carried out even with modest photometric telescopes. Although the existence of many planets has been postulated based on this method, not a single one has been confirmed with an independent method due to the nature of their orbits. Since there may be an alternative explanation for the detected phase shifts, namely a magnetic effect called the Applegate mechanism, I have compiled and analyzed an X-ray light curve of a binary system exhibiting strong timing variations, HR 1099. Since the presence of stochastic X-ray variability caused by flaring events rendered the identification of a clear magnetic cycle impossible in this case, a deeper understanding of the influence of flares as well as orbital modulation on such an analysis is needed. The next section therefore describes a detailed analysis of a single long XMM-Newton pointing of BX Tri, another short period binary system, in which I find no signs of orbital modulation in the X-ray regime. Finally, I turn to our own Solar System and describe a novel method for the detection of a possible ninth large planet orbiting the Sun at a large separation. Despite the fact that an analysis of data from the Wide Field Infrared Survey Explorer did not produce any viable candidate, this algorithm may allow for the detection of this Planet Nine within data from future missions.