CNES/ESA: Equipe do programa CoRoT anunciou a descoberta de mais 6 exoplanetas e uma anã marrom!


A família CoRoT de objetos cósmicos ganhou 7 novos membros (em dourado) em junho de 2010

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CoRoT revela um lote de exoplanetas e uma anã marrom!

Observando a fraca atenuação da luz emitida pelas estrelas durante eventos de trânsito exoplanetário, o observatório espacial CoRoT (Convection, Rotation and planetary Transits) detectou seis novos exoplanetas e uma anã marrom, cada um com características próprias. Notavelmente, um destes exoplanetas, designado por CoRoT-11b, tem o dobro da massa de Júpiter e orbita uma estrela que está girando rapidamente. Assim a estrela CoRoT-11 consiste em um alvo extremamente difícil para a busca de exoplanetas e esta descoberta representou uma conquista significativa para a equipe do programa CoRoT.

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Observatório CoRoT. Crédito: CNES/D. Ducros - maio/2004

Observatório CoRoT. Crédito: CNES/D. Ducros – maio/2004

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Para detectar exoplanetas orbitando outros sóis, o satélite CoRoT, operado pelo CNES (agência espacial francesa) em colaboração internacional com a ESA, Áustria, Bélgica, Alemanha Espanha e Brasil, tem observado um grande número de estrelas durante um período significativo de tempo para tentar detectar sutis atenuações em seus brilhos. Uma variação na luminosidade estelar pode ser um indício de que a estrela possui um exoplaneta que transitou na frente dela, obscurecendo parcialmente sua luz. Esta técnica de trânsito é um dos diversos métodos usados para procurar exoplanetas, mas é o único que permite aos astrônomos determinar diretamente o raio do mesmo, ao medir a profundidade do trânsito.

Contudo, há outras configurações geométricas de um sistema estelar (por exemplo: a presença no sistema de um ou mais companheiros estelares) que podem mimetizar a presença de um exoplaneta. Por esta razão, observações subseqüentes se fazem necessárias para confirmar a natureza exoplanetária do objeto candidato em trânsito. Assim, ao serem alertados pelo programa CoRoT da detecção de uma estrela candidata a portar um exoplaneta, alguns dos mais importantes observatórios terrestres são alocados para coletar imagens de alta resolução e espectros, proporcionando uma riqueza de informações adicionais.

Em particular, os astrônomos estão à procura dos efeitos de deslocamento Doppler no espectro estelar, com destaque para o “balanço” periódico da estrela em um sistema de dois corpos. A partir da medida da amplitude da oscilação é possível estimar a massa do corpo em trânsito e, portanto, determinar se é ou não um exoplaneta. Depois de estipular a massa e o raio, sua densidade média pode ser derivada, um fator-chave para distinguir entre os exoplanetas gigantes gasosos dos rochosos. A descoberta de seis novos exoplanetas acrescenta uma variedade ao grande número de exoplanetas já foram (461 objetos em 14 de junho de 2010).

“Com a adição deste novo lote, o número de objetos extrasolares descobertos pelo CoRoT aumentou para 15”, disse Magali Deleuil do Laboratório de Astrofísica de Marselha, que coordena o programa CoRoT de busca por exoplanetas. “O aumento no tamanho do censo exoplanetário, que inclui objetos de características muito diferentes, é de vital importância para uma melhor compreensão de outros sistemas planetários além do nosso próprio”, acrescenta.

Uma variedade de propriedades físicas…

As novas descobertas mostram uma grande variedade de propriedades físicas, variando ao longo de um vasto leque de tamanhos e massas: CoRoT-8b, o menor membro da amostra, tem cerca de 68% do tamanho e 73% da massa de Saturno ( 0,57 ± 0,02 RJ e 0,22 ± 0,03 MJ ), enquanto que CoRoT-10b ( 2,75 ± 0,14 MJ ), CoRoT-11b ( 2,33 ± 0,34 MJ ), CoRoT-12b ( 0,917 (−0,065+0,07MJ ), CoRoT-13b ( 1,308 ± 0,066 MJ ) e CoRoT-14b ( 7,58 ± 0,46 MJ ) são bem mais massivos que CoRoT-8b e pertencem à classe de objetos conhecida como “Júpiter-quente”, com menos de 11% da distância média entre a Terra e o Sol (UA). Por outro lado, não há dúvida que CoRoT-15b, com uma massa ~60 vezes a de Júpiter  e ~40 vezes mais denso (densidade de Júpiter ≈ 1,33 g/cm³, densidade de CoRoT-15b ≈ 53 g/cm³ ≈ quase 10 vezes a densidade da Terra ≈ 5,52 g/cm³), é de fato uma anã marrom, um objeto estelar intermediário entre uma estrela e um planeta. As anãs marrons são muito mais densas que os planetas pois o que suporta a sua violenta gravidade é a pressão de degenerescência. Assim como as anãs brancas as anãs marrons também contém matéria degeneneda, daí sua elevada densidade, bem acima da matéria convencional que habitualmente encontramos aqui na Terra. Além disso, outras características exóticas foram notadas neste grupo heterogêneo de planetas:

  • CoRoT-10b tem uma órbita extremamente excêntrica ( 0,53 ± 0,04 ), o que resulta em uma grande variação na sua temperatura de superfície (250º a 600º C na superfície) ao longo do seu curto ano de 13 dias;
  • A estrela hospedeira do exoplaneta CoRoT-11b gira em torno do seu eixo em um ritmo extraordinariamente alto (40 horas).

“A rica diversidade que surge a partir desta amostra é um resultado muito interessante, demonstrando a capacidade do observatório CoRoT em detectar exoplanetas bem diferentes uns dos outros”, disse Malcolm Fridlund, cientista do projeto CoRoT pela ESA. “Ser capaz de estudar uma ampla variedade de exoplanetas que irá nos proporcionar informação importante sobre a formação e evolução de sistemas planetários”, acrescentou Fridlund.

Uma estrela tão rápida: CoRoT-11

CoRoT-11b se destaca o grupo de seis, devido à velocidade de rotação da sua estrela-mãe CoRoT-11, a qual gira em torno do seu eixo em cerca de 40 horas, menos de dois dias terrestres, uma taxa anormalmente elevada, em comparação com período de rotação do nosso Sol que é de aproximadamente 26 dias terrestres.

“Este é o terceiro exoplaneta encontrado em torno de uma estrela a girar tão rapidamente”, assinalou Davide Gandolfi, cientista da ESA que liderou o estudo de CoRoT-11b. “Devido à rápida rotação de sua estrela-mãe, este exoplaneta só poderia ter sido descoberto como conseqüência de um trânsito à frente dela. Assim, apenas caçador de trânsitos como CoRoT poderia tê-la encontrado “, acrescentou Gandolfi.

A busca por deslocamentos Doppler no espectro estelar, um prolífico método de detecção de exoplanetas, torna-se tendenciosa quanto lidamos com exoplanetas que orbitam estrelas de rotação rápida, já que a alta velocidade do giro da estrela torna extremamente difícil realizar medições do efeito Doppler em alta precisão e conseguir detectar a minúscula variação de sinal indicativa da presença do exoplaneta. “Se fosse incluído como um possível candidato para tal campanha de busca, o CoRoT-11b poderia ter sido rejeitado por causa do intenso esforço de observação necessário para obter a precisão necessária”, disse Gandolfi.

Pelo contrário, o objeto foi observado pela primeira vez pelo CoRoT e logo depois se tornou tema de um extenso trabalho de observação em todo o mundo, com acompanhamentos fotométricos e espectroscópicos, usando o suíço telescópio Euler de 1,2 m do ESO em La Silla, o telescópio TEST de 30 cm e o telescópio Tautenburg Thüringer Landessternwarte, assim como uma série de análises de espectrógrafos de primeiro nível (HARPS no observatório do ESO em La Silla, SOPHIE no observatório de Haute-Provence, UVES no Very Large Telescope do ESO e o HIRES no observatório Keck), bem como o espectrógrafo de alta e baixa resolução também em Tautenburg, na Alemanha. Graças a combinação excepcional destas fontes de dados foi possível estimar a massa do CoRoT-11b, que é cerca de 2 vezes o de Júpiter ( 2,33 ± 0,34 MJ ), e seu raio, que é 40% acima do de Júpiter ( 1,43 ± 0,03 RJ ), confirmando assim a sua natureza exoplanetária.

Visão Cósmica da ESA: o projeto PLATO

“Este resultado antecipa o que pode ser alcançado por futuras missões espaciais à procura de exoplanetas”, disse Fridlund. Na verdade, o programa CoRoT é um precursor da iniciativa denominada PLATO, uma missão candidata do programa Cosmic Vision 2015-2025 da ESA. Trata-se de um programa para procurar trânsitos planetários sobre uma amostra muito maior de estrelas (o tamanho da amostra é um fator importante para determinar o número de planetas a ser descoberto). Este aumento significativo no tamanho da amostra é possível devido ao grande campo de visão projetado para a missão PLATO, que por sua vez dependerá do uso combinado de 34 pequenos telescópios. Além disso, o programa PLATO estudará estrelas mais brilhantes do que as observadas por CoRoT, tornando possível determinar a idade da estrelas que hospedam exoplanetas, através das medidas de asterosismologia. Com isto, combinado com grandes melhorias na precisão da estimativa de massas e tamanhos esperados para exoplanetas, o programa PLATO proporcionará um avanço importante na busca da compreensão das condições que favorecem a formação de planetas como a Terra.

Fontes e referências

Centauri Dreams: CoRoT & Hayabusa: Starting the Week Right

AstroPT: 6 Novos Planetas e uma Anã Castanha

CNRS: Rich exoplanet harvest for CoRoT

CNES press release: Rich exoplanet harvest for CoRoT

ESA:

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