Os Planetas Extrassolares - Observatório do Valongo

Os planetas
Extrassolares
Daniel R. C. Mello
Observatório do Valongo - UFRJ
I Curso de extensão Introdução à Astronomia - 2017
Planetas Extrassolares
Como esta aventura começou?
“Há um infinito número de mundos, alguns
como o nosso, outros diferentes.”
Epicuro de Samos (341-271 a.C.)
“Este é o espaço que acreditamos ser infinito...
Nele há inúmeros mundos tal como o nosso”
Giordano Bruno (1548-1600)
A visão GEOcêntrica de mundo
Claudius Ptolomeu (90-168)
A visão HELIOcêntrica de mundo
Nicolaus Copérnicus(1473-1543)
Mas o que são planetas?
Disco Protoplanetário
Mas o que são planetas?
Mas o que são planetas?
Corpos esféricos que orbitam
em torno das estrelas
e são supremos
em suas órbitas;
Massa: até 4100
Terras
Planetas Extrassolares?
Planetas que estão fora do Sistema
Solar orbitando em torno de outras
estrelas
Planetas Extrassolares - Antecedentes
 Até meados do séc. XVIII eram conhecidos apenas
6 planetas: Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter, Saturno e
a Terra;
Planetas Extrassolares - Antecedentes
 Em 1781 William Herschel descobre Urano;
 Em 1846, Urbain Le Verrier e Johann Galle
descobrem Netuno;
 Em 1929, Clyde Tombaugh descobre Plutão;
Planetas Extrassolares - Antecedentes
 Em 1952, Otto Struve
sugere o uso de técnicas de
estudos de estrelas binárias para tentativa de busca por
planetas em outras estrelas;
 Durante os anos 1960 alguns astrônomos se dedicaram a
estudar pacientemente estrelas mais próximas do Sol na
tentativa de descobrir algo, mais as tentativas foram
frustradas;
Nesta época a grande comunidade de astrônomos ainda via
como utopia a descoberta de planetas em outras estrelas;
Mas a partir dos anos 1980, a Astronomia deu um incrível
salto tecnológico. Seria o momento de tentar novamente?
Planetas Extrassolares - Antecedentes
 Em 1984, Smith e Terrile
detectam um disco planetário
em torno da estrela Beta Pictoris
Planetas Extrassolares - Antecedentes
 A partir do começo dos anos 1990, o telescópio Hubble
começou a fazer imagens de estrelas nascentes envoltas em
discos de poeira;
 A tecnologia astronômica evoluiu assustadoramente :
A procura por novos mundos recomeçou!
Planetas Extrassolares
 A primeira descoberta: em 1992, Wolszczan e Frail
detectam 3 planetas girando em torno da estrela
PSR1257+12.
Planetas Extrassolares
 A descoberta esperada: em 1995, Mayor e Queloz detectam
um planeta orbitando em torno de uma estrela tipo solar,
a estrela 51 Pegasus.
Planetas Extrassolares
 O Planeta 51 Peg b:
Surpreendentemente
o planeta está muito próximo
da sua estrela mãe, é gigante,
gasoso e perfaz uma volta
completa em apenas 4 dias
Planetas Extrassolares
 A partir do final do séc. XX as descobertas se intensificam;
 Até hoje, 17/02/2017 temos 3580 planetas
extrassolares detectados
Mas como eles são descobertos?
Planetas Extrassolares
Como são descobertos?
“ Enxergar um planeta ao redor de uma estrela
distante é como tentar enxergar, de longe, uma vela
acesa dentro de uma floresta em chamas”
Paul Butler
(caçador de planetas)
Planetas Extrassolares - Detecção
Métodos de detecção
Imagem direta
Cálculo de velocidade estelar
Trânsito
Planetas Extrassolares - Detecção
 Imagem direta
 Técnica que exige processo
delicado de análise;
> Poderosos telescópios (isolados
ou operando em conjunto)
> Mais efetiva para detectar
planetas gigantes;
Planetas Extrassolares - Detecção
 Imagem direta
Sistema planetário em HR 8799
Planetas Extrassolares - Detecção
 Imagem direta
Planeta Gliese 504 b – distância da estrela mãe:
6,5 bilhões km
Planetas Extrassolares - Detecção
 Cálculo de velocidade estelar
Método indireto (o planeta não é visto);
Consiste em medir a oscilação da
estrela mãe através da registro da
luz que ela emite;
Técnica necessita de alto rigor de
instrumentação e análise dos dados;
 Efeito Doppler
Planetas Extrassolares - Detecção
 Cálculo de velocidade estelar
Efeito Doppler
Mesmo sinal sonoro
sinal grave
sinal agudo
Como os astrônomos usam este efeito?
Planetas Extrassolares - Detecção
 Cálculo de velocidade estelar
Efeito Doppler também funciona com a luz!
Planetas Extrassolares - Detecção
 Cálculo de velocidade estelar
Planetas Extrassolares - Detecção
 Cálculo de velocidade estelar
 Mas como medir a
frequência da luz?
Estudando
espectros
as
estrelas
com
os
Estudando
espectros
as
estrelas
Com os espectros é possível
medir a frequência da luz!
com
os
Planetas Extrassolares - Detecção
 Cálculo de velocidade estelar
 Medir a curva nos fornece dados importantes sobre os
planetas: massa, distância da estrela, velocidade, duração do
ano, etc..
Planetas Extrassolares - Detecção
 Cálculo de velocidade estelar
Planetas Extrassolares - Detecção
 Trânsito
 Método indireto;
 Técnica que permite medir
a variação de luz de uma
estrela quando ocultada
pelo planeta);
 Têm efetividade limitada
pela configuração
planetária.
Planetas Extrassolares - Detecção
 Trânsito
Planetas Extrassolares - Detecção
 Trânsito
 Informações relevantes:
órbita, raio, distância,
atmosfera, etc..
Planetas Extrassolares
Qual a técnica mais eficiente?
Trânsito
Curva de velocidade
Imagem direta
Planetas Extrassolares
Quais as estrelas preferidas pelos planetas?
Planetas Extrassolares - Detecção
Quais os telescópios?
Telescópios ópticos
Radiotelescópios
Telescópios espaciais
Planetas Extrassolares - Telescópios
3.6m + HARPS
Very Large Telescope + UVES
(VLT – ESO) / Chile
Planetas Extrassolares - Telescópios
Planetas Extrassolares
Sistema planetário na estrela HD 10180
Planetas Extrassolares - Telescópios
Planetas Extrassolares - Telescópios
Kepler
Hubble
 Sem influência atmosférica;
 Alguns projetados
exclusivamente para caça aos
planetas;
 Número de exoplanetas em
ascensão;
COROT
Planetas Extrassolares
HD 209458b
Planetas Extrassolares
As incríveis descobertas do Kepler
Planetas Extrassolares
As incríveis descobertas do Kepler
Sistema planetário na estrela Kepler 186
Planetas Extrassolares
Qual o exoplaneta mais
próximo da Terra?
Planetas Extrassolares
Planetas Extrassolares
Planetas Extrassolares – O futuro
ELT-ESO : Gigantesco telescópio de 40m, permitirá a
descoberta de planetas do tamanho da Terra
Planetas Extrassolares – O futuro
Telescópio espacial GAIA (ESA): Começou a funcionar
recentemente e poderá descobrir até 10 000 exoplanetas.
Planetas Extrassolares em todo Universo
Planetas Extrassolares
Obrigado!
Estudando
espectros
as
estrelas
com
Construindo um espectroscópio
os