Sistemas Planetários Extra-solares (Exoplanetas)thais/ceu2/exo.pdf · Universidade de Sao Paulo Sistemas Planetários Extra-solares (Exoplanetas) Busca e Descoberta Medidas de Distância

Sylvio Ferraz Mello

Universidade de Sao Paulo

Sistemas Planetários Extra-solares

(Exoplanetas)

Busca e Descoberta

Medidas de Distância [R] (Astrometria)

Medidas de Velocidade Radial [V] (Doppler)

Cronometria da chegada de Pulsos (pulsars)

Trânsitos (Fotometria)

Observação Direta

Microlentes Gravitationais

Busca e Descoberta-9

star

N.B. r,v,R,V são coordenadas e velocidades baricêntricas

Luminosidade de um planeta igual a Júpiter ~ 10 L

Curva de RV real

bef 06/99

bef.06/03

bef 07/07●

Planets discovered with Spectroscopy

0.01 0.10 1.00 10.00

a(AU) x Star Mass (Msun)

0.01

0.10

1.00

10.00Pla

net

Mass

(M

jup)

x s

in i

30 m

/s

10 m

/s

3 m/s

0.01 0.10 1.00 10.00

Semi-major axis (AU)

0.01

0.10

1.00

10.00

Ma

ss (

Mju

p=

1)

10

100

1000

Ma

ss (

Me

art

h=

1)

<-- super-Earths

NeptuneUranus

Saturne

0.01 0.10 1.00 10.00

Semi-major axis (AU)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0E

cce

ntr

icit

y

Não é possível separar os valoresde m e sin i.

Exemplos: Sol-Júpiter ~ 13 m/s

Sol-Terra ~ 9 cm/s

OS PLANETAS DE

UPSILON ANDROMEDA

MASSAS

[unidade: massa

de Júpiter]

(B) 0.69

(C) 1.98

(D) 3.95

Periodos: 4.6 d

241 d

3a + 194dd

JÚPITER

MARTE

D

CB

CoRoT-exo-1b

LRa01_E2_0165 = Corot 7b

Arrows: Minimum activity (spots/rotation)

CoRoT – 7 b

Queloz, Bouchy, Moutou,Hatzes &c. A&A 2009 (in press)

= 4.2 R*

Radius (Rearth) 1.68 +/- 0.09

CoRoT – 7 b

Queloz, Bouchy, Moutou,Hatzes &c. A&A 2009 (in press)

= 4.2 R*

Radius (Rearth) 1.68 +/- 0.09

8.5 +/- 1

Structure of Corot-7b

c

a

m

b M

a-c = 5 l aH ~ 110 km

a-b = 3.75 l bH ~ 85 km

l = ks / kf. =0.78 (Terra)

Corot - 7B

m = 9 T +/-

P = 0.85 d

a = 2.5 milhoes km

R = 11000 km

(maré = +65/

-20 km)Ref: CoRoT + IAG 2010

Possible internal structure (compared to Earth)

Microlentes gravitacionais

Planets discovered by photometry and direct imaging

0.01 0.10 1.00 10.00

a(AU) x Star Mass (Msun) [Transit] orPlanet.Dist. (proj) x Star Mass [Image & lensing]

0.01

0.10

1.00

10.00

Pla

net

Mass

(M

jup)

x s

in i

30 m

/s

10 m

/s

3 m/s

<- microlensing

<- direct image

<- CoRot

transit ->

7b

R

r

R M_ ____= mr +m

y

x

Pulse timings (Nonrelativistic model)

pulse emited

pulse received

t +

t

0

0

t + t

t + + t

0 1

0 2

t = + ( t - t )arrival 2 1

OS PLANETAS D0

PULSAR B 1257+12

MASSAS

[unidade: massa

da Terra]

(B) 4.3

(C) 3.9

(D) 0.02/sin i

TERRA

MERCÚRIO

B

C

VENUS

D

Ref:

Papaloizou,

Celestial

Mechanics &

Dynamical Astron.

87 (2003).

Teorias “clássicas” (< 1990): quando o planeta atinge

o tamanho de Júpiter, o gap já está vazio e ele não cresce

mais.

Simulações modernas: o planeta continua a acretar

matéria do disco ao seu redor através dos pontos de

Euler-Lagrange.

m > 80 Jup ........ fusão do Hidrogênio (anãs marrons);

m > 13 Jup ........ fusão do Deutério

F.Masset

(2002)

ZONA HABITÁVEL

Limites de Habitabilidade (Kasting, 1993)

Limite interno: Existência de Agua superficial

(mares/lagos). O limite é a distância aquém da

qual o H20 se concentra na atmosfera

Limite externo: Distância além da qual o CO2

se condensa na atmosfera e produz nuvens

de CO2 (refletoras)

Excentricidade: Não pode ser grande.

red:ZH green=tidal lock

0.01 0.10 1.00 10.00

Semi-major axis (AU)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0S

tar

Ma

ss (

su

n=

1)

Webpage:

http://www.astro.iag.usp.br/~sylvio/

exoplanets/planetas.htm

Databases:

http://www.obspm.fr/planets

http://obswww.unige.ch

http://exoplanets.org

Listas de dados, bibliografia, comentários, etc.

FIM

HD 82943

(Excesso de

Litio 6 na

atmosfera)

HD 189733 b

P = 2.2 days

T = 650 to 930 oC

LEIS DE KEPLER

1) As trajetórias dos planetas são elipses com um dos

fócos no Sol;

2) O raio vetor unindo o planeta ao Sol descreve áreas

iguais em tempos iguais (momento angular = const.);

3) a /T = constante e o mesmo para todos os planetas.

CORREÇÃO DE NEWTON

3') a /T = G(M+m)/4p

3 2

3 2 2

planeta

"Sol"

= anomalia verdadeira

ra ae (periastro)