Parâmetros físico-químicos de estrelas nos campos de exoplanetas do satélite corot

A rotação estelar é um dos mais importantes observáveis da evolução estelar. Neste sentido, o satélite CoRoT representa uma oportunidade única de medir os períodos rotacionais para uma amostra de estrelas estatisticamente robusta, oferecendo dados absolutamente necessários para o estudo da rotação e seu papel na evolução estelar. Para conseguir isto, um passo fundamental é a caracterização física e química das estrelas observadas pelo CoRoT, especificamente devido ao fato de que o cálculo de períodos rotacionais confiáveis é um trabalho difícil sem a ajuda dos parâmetros estelares. Desta forma, foi elaborado um importante seguimento observacional das estrelas nos campos do CoRoT do anticentro LRa01 e do centro LRc01, permitindo a correta identificação dos períodos que reflitam a modulação rotacional. Nesta tese de doutorado são apresentados os resultados de tal seguimento. Parâmetros físicos e químicos, tais como temperatura efetiva Teff , gravidade superficial log(g), velocidade de microturbulência Vmic, abundância de ferro [Fe/H], velocidade de rotação projetada Vsin(i), e abundância de lítio A(Li) são apresentados para uma amostra de 116 estrelas dos campos CoRoT. Elas se encontram em diferentes estágios evolutivos, desde a sequência principal (SP) até o ramo das gigantes vermelhas (GV). As observações foram feitas utilizando os espectrógrafos UVES (VLT) e HYDRA (CTIO). Para a derivação de tais parâmetros foram utilizados o programa TurboSpectrum e os modelos de atmosfera de MARCS. Paralelamente, velocidades rotacionais Vsin(i) foram obtidas a partir do ajuste dos perfis observados e sintéticos das linhas de ferro e por meio de uma calibração de função de correlação cruzada (CCF). Períodos rotacionais Prot para 77 estrelas da amostra foram obtidos a partir das curvas de luz do satélite CoRoT. Extensas tabelas destes parâmetros e seus respectivos erros são apresentadas. Foram encontradas diferenças nas distribuições de Teff , [Fe/H] e estágios evolutivos entre os diferentes campos do CoRoT, indicando possíveis efeitos de seleção na amostra, assim como a existência de diferentes populações estelares do disco Galáctico. Por outro lado, o comportamento rotacional e as abundâncias de lítio não apresentam diferenças entre estrelas de parâmetros físicos similares, mas que pertencem a diferentes campos do CoRoT. A partir da análise de temperaturas, foi encontrada uma maior extinção por avermelhamento para estrelas do CoRoT localizadas no campo LRc01, assim como um gradiente deste valor em função da distância. Os resultados mostram que as abundâncias de lítio, as velocidades de rotação e os períodos rotacionais apresentam o mesmo comportamento descrito na literatura. Por outro lado, é apresentada pela primeira vez a relação que existe entre o lítio e o período de rotação em diferentes estágios evolutivos, mostrando, tal como era esperado, que ambas as grandezas possuem uma anticorrelação. Também é apresentada a evolução simultânea da rotação e do lítio, e foram calculadas relações que permitem obter valores médios de A(Li) como função da temperatura efetiva e do período rotacional. Os dados apresentados nesta tese de doutorado representam um importante ponto de partida para serem utilizados como uma amostra de calibração para diferentes programas no contexto da missão do satélite CoRoT, uma vez que a lista de estrelas aqui analisadas são parte das mais brilhantes que compõem o campo Exo do CoRoT

Desenvolvimento da função perturbadora e aplicações em dinâmica de exoplanetas

Pós-graduação em Matemática Universitária - IGCE

Habitabilidade em exoplanetas do tipo terrestre

A astrobiologia, ciência que estuda a origem, evolução, distribuição e futuro da vida, tem como escopo a procura por vida em outros ambientes, como por exemplo, exoplanetas, planetas estes localizados fora do sistema solar. Através de observações e modelos teóricos que estimam alguns parâmetros gerais (composição, tipos de compostos presentes) pode-se criar um ambiente possível para o exoplaneta. O ambiente em que o planeta está inserido é um fator que pode ser determinante em relação a sua habitabilidade. A Zona Habitável é um dos parâmetros passíveis de delimitar os planetas que poderiam ser habitáveis. Muitos planetas identificados até agora têm características similares à da Terra. Entretanto, a maioria dos planetas, com possibilidade de ser do tipo terrestre, identificados até hoje são considerados Super Terras Quentes (STQ), pois estão fora da zona habitável uma vez que estão muito próximos de suas estrelas (período orbital da ordem de dias ou menos). Alguns desses estariam presentes na Zona habitável de suas respectivas estrelas, como é o caso de Gl 581 g, um planeta do sistema multi-planetário da estrela Gl 581. A proximidade da estrela sugere que eles apresentam uma rotação afetada por forças de maré. Deste modo, a taxa rotacional do planeta é sincronizada, sendo que uma de suas faces não recebe a energia da estrela, tornando-se gelada e a outra face recebe constantemente a energia da estrela, tornando-se muito quente. Embora em geral descarta-se a habitabilidade em STQ, estudos de resistência de vida em ambientes extremos não são muito explorados. As características analisadas partirão da premissa que o tipo de vida procurada será semelhante ao tipo de vida que encontramos na Terra, isto é, utilizando a água como solvente e apresentando uma química baseada no elemento carbono (Kaltenegger, L. et al., 2008)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Dinâmica de rotação de exoplanetas tipo terrestre com perturbação de terceiro corpo

In this work we study some topics of Celestial Mechanics, namely the problem of rigid body rotation and “spin-orbit” resonances. Emphasis is placed on the problem formulation and applications to some exoplanets with physical parameters (e.g. mass and radius) compatible with a terrestrial type constitution (e.g. rock) belonging to multiple planetary systems. The approach is both analytical and numerical. The analytical part consists of: i) the deduction of the equation of motion for the rotation problem of a spherical body with no symmetry, disturbed by a central body; ii) modeling the same problem by including a third-body in the planet-star system; iii) formulation of the concept of “spin-orbit” resonance in which the orbital period of the planet is an integer multiple of the rotation’s period. Topics of dynamical systems (e.g. equilibrium points, chaos, surface sections, etc.) will be included at this stage. In the numerical part simulations are performed with numerical models developed in the previous analytical section. As a first step we consider the orbit of the planet not perturbed by a third-body in the star-planet system. In this case the eccentricity and orbital semi-major axis of the planet are constants. Here the technique of surface sections, widely used in dynamical systems are applied. Next, we consider the action of a third body, developing a more realistic model for planetary rotation. The results in both cases are compared. Since the technique of disturbed surface sections is no longer applicable, we quantitatively evaluate the evolution of the characteristic angles of rotation (e.g. physical libration) by studying the evolution of individual orbits in the dynamically important regions of phase space, the latter obtained in the undisturbed case

Propriedades físicas de planetas extrasolares

ROTATION is one the most important aspects to be observed in stellar astrophysics. Here we investigate that particularly in stars with planets. This physical parameter supplies information about the distribution of angular momentum in the planetary system, as well as its role on the control of dierent phenomena, including coronal and cromospherical emission and on the ones due of tidal effects. In spite of the continuous solid advances made on the study of the characteristics and properties of planet host stars, the main features of their rotational behavior is are not well established yet. In this context, the present work brings an unprecedented study about the rotation and angular momentum of planet-harbouring stars, as well as the correlation between rotation and stellar and planetary physical properties. Our analysis is based on a sample of 232 extrasolar planets, orbiting 196 stars of dierent luminosity classes and spectral types. In addition to the study of their rotational behavior, the behavior of the physical properties of stars and their orbiting planets was also analyzed, including stellar mass and metallicity, as well as the planetary orbital parameters. As main results we can underline that the rotation of stars with planets present two clear features: stars with Tef lower than about 6000 K have slower rotations, while among stars with Tef > 6000 K we and moderate and fast rotations, though there are a few exceptions. We also show that stars with planets follow mostly the Krafts law, namely < J > / v rot. In this same idea we show that the rotation versus age relation of stars with planets follows, at least qualitatively, the Skumanich and Pace & Pasquini laws. The relation rotation versus orbital period also points for a very interesting result, with planet-harbouring stars with shorter orbital periods present rather enhanced rotation

Ressonâncias planetárias spin-órbita com perturbação de terceiro corpo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)