Título do Artigo: Elemental Abundances of Kepler Objects of Interest in APOGEE. I. Two Distinct Orbital Period Regimes Inferred from Host Star Iron Abundances
Primeir@ autor@: Robert Wilson
Revista publicada: The Astronomical Journal, 155:68 (15pp), 2018 February
Com a descoberta do primeiro planeta fora do sistema solar em 1995 (51 Peg), uma nova área na Astronomia foi criada e em pouco mais de 20 anos já podemos estudar em detalhes algumas propriedades dos exoplanetas; como sua temperatura, tamanho, densidade, distância da estrela hospedeira, dentre tantas outras.
Impulsionados pela descoberta de 51 Peg, a NASA lançou em 2009 o satélite espacial Kepler, que é um telescópio projetado para procurar planetas extrasolares. Durante a primeira parte de sua missão de quatro anos, o satélite Kepler monitorou milhares de estrelas procurando por trânsitos planetários. E não é que deu certo, atualmente temos mais de 3000 exoplanetas que foram descobertos pela missão Kepler e, com os seus dados fotométricos, conseguimos obter precisos parâmetros sobre a órbita dos exoplanetas. A partir da sua órbita, podemos determinar também a distância que o exoplaneta se encontra da sua estrela mãe, e este é um dado importante na descoberta apresentada neste artigo.
O objetivo da missão Kepler é de detectar exoplanetas e, por isso, não é possível estudar a composição química das estrelas com este satélite. Para conseguir esta informação, é necessário realizar estudo espectroscópico complementar destes objetos, e neste trabalho, utilizamos dados do APOGEE - junto ao levantamento de dados do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) - que estudou (e continua estudando) centenas de milhares de estrelas em toda a nossa Galáxia.
Figura 1: Representação artística de um sistema planetário com exoplanetas provenientes de uma estrela rica em ferro (curva amarela) e uma outra com abundância de ferro similar ao Sol (curva verde).
Recentemente, utilizando os dados do APOGEE descobrimos que a composição química da estrela hospedeira pode exercer uma influência inesperada sob seu sistema planetário. Tal descoberta foi possível a partir de uma amostra de estrelas com exoplanetas que foram descobertos pela missão espacial Kepler. Este estudo nos ajuda a compreender um pouco mais como os exoplanetas se formam e evoluem ao longo dos anos. Um dos resultados deste artigo é que estrelas com maiores concentrações de ferro, mais metálicas, tendem a hospedar planetas que cuja órbita se encontra mais próxima da sua estrela hospedeira. Muitas vezes com períodos orbitais de menos de oito dias. Por outro lado, estrelas com menos ferro (com a composição química mais similar ao nosso Sol) tendem a hospedar planetas com períodos mais longos, que estão mais distantes da sua estrela mãe.
A figura 1 mostra uma representação artística de um sistema planetário com exoplanetas provenientes de uma estrela rica em ferro (curva amarela) e uma outra com abundância de ferro similar ao Sol (curva verde). A Figura 2, reproduzida de Wilson et al. (2018), mostra um histograma da distribuição de metalicidades (abundância de ferro da estrela comparada ao Sol) da amostra estudada. Podemos ver que os exoplanetas mais próximos a suas estrelas hospedeiras, com período orbital < 8.3 dias são sistematicamente mais ricas em [Fe/H], enquanto as mais afastadas (P > 8.3 dias), possuem um pico de metalicidade similar ao nosso Sol, com [Fe/H] = 0.00.
Figura 2: histograma das metalicidades ([Fe/H]) da estrela hospedeira das populações de longo período (curva vermelha) e de curto período (curva azul). A distribuição combinada é mostrada cinza.
Ao combinar dados dessas duas fontes - órbitas planetárias da missão Kepler e da química estelar a partir de espectros APOGEE - conseguimos observar relações entre estrelas enriquecidas em ferro e seus sistemas planetários. Uma investigação mais aprofundada sobre este efeito pode nos ajudar a entender a complexa variedade de sistemas planetários encontrados em nossa galáxia.
Nota: Este texto foi redigido com base no press release publicado no blog do SDSS e que pode ser encontrado em http://www.sdss.org/press-releases/long-short-iron/