An extreme planetary system around HD 219828: one long-period super Jupiter to a hot-Neptune host star

Context. With about 2000 extrasolar planets confirmed, the results show that planetary systems have a whole range of unexpected properties. This wide diversity provides fundamental clues to the processes of planet formation and evolution. Aims: We present a full investigation of the HD 219828 system, a bright metal-rich star for which a hot Neptune has previously been detected. Methods: We used a set of HARPS, SOPHIE, and ELODIE radial velocities to search for the existence of orbiting companions to HD 219828. The spectra were used to characterise the star and its chemical abundances, as well as to check for spurious, activity induced signals. A dynamical analysis is also performed to study the stability of the system and to constrain the orbital parameters and planet masses. Results: We announce the discovery of a long period (P = 13.1 yr) massive (m sini = 15.1 MJup) companion (HD 219828 c) in a very eccentric orbit (e = 0.81). The same data confirms the existence of a hot Neptune, HD 219828 b, with a minimum mass of 21 M⊕ and a period of 3.83 days. The dynamical analysis shows that the system is stable, and that the equilibrium eccentricity of planet b is close to zero. Conclusions: The HD 219828 system is extreme and unique in several aspects. First, ammong all known exoplanet systems it presents an unusually high mass ratio. We also show that systems like HD 219828, with a hot Neptune and a long-period massive companion are more frequent than similar systems with a hot Jupiter instead. This suggests that the formation of hot Neptunes follows a different path than the formation of their hot jovian counterparts. The high mass, long period, and eccentricity of HD 219828 c also make it a good target for Gaia astrometry as well as a potential target for atmospheric characterisation, using direct imaging or high-resolution spectroscopy. Astrometric observations will allow us to derive its real mass and orbital configuration. If a transit of HD 219828 b is detected, we will be able to fully characterise the system, including the relative orbital inclinations. With a clearly known mass, HD 219828 c may become a benchmark object for the range in between giant planets and brown dwarfs.

Is the activity level of HD 80606 influenced by its eccentric planet?

Aims: Several studies suggest that the activity level of a planet-host star can be influenced by the presence of a close-by orbiting planet. Moreover, the interaction mechanisms that have been proposed, magnetic interaction and tidal interaction, exhibit a very different dependence on the orbital separation between the star and the planet. A detection of activity enhancement and characterization of its dependence on planetary orbital distance can, in principle, allow us to characterize the physical mechanism behind the activity enhancement. Methods: We used the HARPS-N spectrograph to measure the stellar activity level of HD 80606 during the planetary periastron passage and compared the activity measured to that close to apastron. Being characterized by an eccentricity of 0.93 and an orbital period of 111 days, the system's extreme variation in orbital separation makes it a perfect target to test our hypothesis. Results: We find no evidence for a variation in the activity level of the star as a function of planetary orbital distance, as measured by all activity indicators employed: log(R'HK), Hα, NaI, and HeI. None of the models employed, whether magnetic interaction or tidal interaction, provides a good description of the data. The photometry revealed no variation either, but it was strongly affected by poor weather conditions. Conclusions: We find no evidence for star-planet interaction in HD 80606 at the moment of the periastron passage of its very eccentric planet. The straightforward explanation for the non-detection is the absence of interaction as a result of a low magnetic field strength on either the planet or the star and of the low level of tidal interaction between the two. However, we cannot exclude two scenarios: i) the interaction can be instantaneous and of magnetic origin, being concentrated on the substellar point and its surrounding area; and ii) the interaction can lead to a delayed activity enhancement. In either scenario, a star-planet interaction would not be detectable with the dataset described in this paper.

Cadmium phytotoxicity and trophic transfer to isopods

O cádmio (Cd) é um metal não essencial e é considerado um poluente prioritário pela comunidade europeia. Este metal atinge o ambiente no decurso de várias actividades antropogénicas e tende a concentrar-se nos solos e sedimentos, onde está potencialmente disponível para as plantas, sendo posteriormente transferido através da cadeia trófica. Neste contexto, o principal objectivo da presente dissertação foi o estudo dos efeitos da assimilação e da acumulação de Cd em plantas e as suas consequências para animais consumidores. Numa primeira fase, foram estudados os principais efeitos fisiológicos e genotóxicos do Cd em plantas. As plantas de alface (Lactuca sativa L.) expostas a Cd apresentaram um decréscimo na eficiência fotossintética, aumento de peroxidação lipídica e alterações significativas na actividade de enzimas de stress oxidativo. Estas alterações culminaram num decréscimo do crescimento da parte aérea no final da exposição. As respostas obtidas pelos parâmetros bioquímicos sugerem que estes poderão ser utilizados como eventuais biomarcadores em testes ecotoxicológicos com Cd em abordagens integrantes em conjunto com parâmetros clássicos. Os efeitos mutagénicos de Cd foram avaliados através da determinação da instabilidade de microsatélites (IM). Não foi observada IM, nem nas folhas nem nas raízes de plantas de alface com 5 semanas de idade expostas a 100 μM Cd durante 14 dias, no entanto observou-se IM em raízes de alface exposta a 10 μM Cd durante 28 dias desde a germinação. A idade da planta e a maior acumulação de Cd nas raízes poderão explicar os resultados obtidos. A clastogenicidade de Cd foi analisada em três espécies vegetais com diferentes capacidades de destoxificação e acumulação de metais através de citometria de fluxo. Foram detectadas alterações significativas nos parâmetros analisados em raízes alface, mas não nas espécies Thlaspi caerulescens J & C Presl e Thlaspi arvense L. Estes resultados sugerem que o stress provocado pelo Cd originou clastogenicidade como consequência da perda de porções de cromossomas, uma vez que o conteúdo de ADN nuclear diminuiu. A transferência trófica através da cadeia alimentar permanece muito pouco estudada em termos ecotoxicológicos. A distribuição subcellular de metais num organismo pode ser utilizada para compreender a transferência trófica de um metal na cadeia alimentar. Como tal, numa última parte é estudado de que modo a distribuição subcellular do Cd em plantas com perfis de acumulação de Cd distintos afecta a biodisponibilidade e transferência trófica de Cd para isópodes. A distribuição de Cd entre as 4 fracções subcelulares obtidas através de centrifugação diferencial revelou a existência de diferenças significativas entre as espécies de plantas. Estes resultados em conjunto com a avaliação directa da eficiência de assimilação (EA) de Cd individual de cada uma das quatro fracções subcelulares das plantas em estudo, resultou em informação de grande relevância para a explicação das diferenças observadas na EA de Cd por parte de isópodes alimentados com folhas de diferentes espécies de plantas. Com base nos resultados obtidos, o Cd ligado a proteínas estáveis à temperatura (e.g. metaloteoninas e fitoquelatinas) é o menos biodisponível, sendo assim o que menos contribuiu para a transferência trófica, enquanto que o Cd ligado a proteínas desnaturadas pela temperatura foi a fracção mais disponível para transferência trófica de Cd ao isópode. Estes resultados realçam a relevância ecológica da distribuição subcelular de Cd em plantas que tem influência directa na tranferência trófica deste metal para os consumidores e ainda o facto de que alterações na distribuição subcelular de Cd em plantas devido a diferentes mecanismos de destoxificação poderá ter um impacto directo na transferência trófica de Cd para o animal consumidor.