Planetas Extrasolares
No Sistema Solar, o maior planeta é Júpiter, com MJúpiter=318 MTerra e MSol=1047 MJúpiter.
O maior planeta terrestre conhecido é a Terra, e o menor planeta gasoso conhecido é Netuno, com 14 MTerra. Por definição, planetas são corpos que orbitam estrelas e não têm nem nunca tiveram reações nucleares.
Os objetos acima de 75 MJúpiter têm reações nucleares transformando H em He e são chamados estrelas.
Objetos entre 13 MJúpiter e 75 MJúpiter têm reações nucleares transformando o deutério em trítio, e são chamados anãs marrons.
Os objetos abaixo de 13 MJúpiter são chamados planetas.
Os planetas em torno de outras estrelas não podem em geral ser vistos porque são pouco brilhantes e estão muito próximos de suas estrelas. A razão dos brilhos relativos é dada por:
Desde 1992, pelo menos
405 planetas extra-solares já
a grande maioria por métodos indiretos;
conforme o planeta vai
avançando em sua
órbita ao redor de
uma estrela, sua
força gravitacional
atrai a estrela para si
(lei de ação e reação
de Newton). Durante
um período completo
(tempo que leva para
que o planeta complete
uma órbita inteira), a posição da estrela sofre uma oscilação, causada pela gravidade do planeta. É esse "bamboleio" que indica aos astrônomos a presença de astros orbitando essas estrelas. Quanto maior a massa do planeta, maior o "bamboleio" da estrela. Os planetas são em geral um milhão de vezes menos luminosos que as estrelas, e estão muito próximos delas.
Júpiter está a 5,2 UA do Sol, sendo 1 UA = 150 milhões de km. Logo
il km = 1,06 RSol.  |
, 
, 
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e, portanto, temos da Terceira Lei de Kepler: 
Como o seno de qualquer ângulo é sempre menor que 1, a massa real será maior ou igual à massa medida.
O bamboleio da estrela pode ser medido através do deslocamento Doppler (AVI) das linhas espectrais das estrelas, mas todos com massas próximas a massa de Júpiter (MJúpiter=317 MTerra e MSol=1047 MJúpiter) e com períodos orbitas menores que 10 anos, de modo que sua perturbação na velocidade orbital radial da estrela seja maior que 1 m/s, o limite instrumental atual. Júpiter causa uma velocidade do Sol em torno do centro de massa de 12 m/s.
De 405 planetas:
- 377 (321 sistemas) foram detectados por velocidades radiais (1,9 MTerra a 21,4 MJúpiter), A maioria destes planetas foi descoberta por Michel Mayor, Didier Queloz (1966-), Geoffrey W. Marcy, R. Paul Butler, Debra A. Fischer, e seus colaboradores. Existem pelo menos 38 sistemas com múltiplos planetas detectados. Espectro de uma estrela para a procura de planetas, com o espectrógrafo echelle do Monte Palomar.
Variação da velocidade das linhas espectrais de uma estrela com 3 planetas.
Em abril de 2007 foi descoberto Gliese 581 d, o exoplaneta menos massivo até então, possivelmente rochoso [estimaram M×sen(i) cerca de 5,0 massas], pelo grupo suiço do Observatório de Genebra, que opera o espectrógrafo HARPS no ESO/La Silla, no Chile. É o terceiro planeta em torno desta estrela detectado, o segundo mais interno. Situado numa órbita de 13 dias de período e, portanto, na Zona de Habitabilidade de uma estrela fria: trata-se da estrela Gliese 581, que é uma ana vermelha de tipo espectral M3, isto é, com temperatura superficial de cerca de 3200 K, um terço da massa do Sol e 50 vezes menos luminosa do que ele. Está situada apenas a 6,3 pc de nós. O planeta estaria a 0,073 UA da estrela. 1 UA é a distância média da Terra ao Sol, 149,6 milhões de km. Os autores estimaram que a temperatura superficial do planeta esteja entre 0 e 40 graus, em condições portanto de conter água no estado líquido [Stéphane Udry, Michel Mayor, Christophe Lovis, Francesco Pepe, e Didier Queloz (Observatoire de Genève, Suissa), Xavier Bonfils (Observatório de Lisboa, Portugal), Xavier Delfosse, Thierry Forveille, C. Perrier (LAOG, Grenoble, França), François Bouchy (Institut d'Astrophysique de Paris, França) e Jean-Luc Bertaux (Service d'Aéronomie du CNRS, França)]. Em abril de 2009, ao detectarem mais um pequeno planeta extrassolar em torno de Gliese 581, Gl 581 e, com Msen(i)=1,9 MTerra mas com uma órbita de somente 3,15 dias (0,03 UA), muito próximo da estrela. Os quatro planetas em torno de Gliese 581 têm massas×sen(i): 1,94 MTerra, 15,65 MTerra, 5,36 MTerra e 7,09 MTerra, a distâncias de 0,03 UA, 0,041 UA, 0,07 UA e 0,22 UA.
Em 27 de junho de 2008, Michel Mayor, Stéphane Udry, Christophe Lovis, Francesco Pepe, Didier Queloz, W. Benz, J.-L. Bertaux, F. Bouchy, C. Mordasini, D. Segransan publicaram a descoberta de um sistema de 3 super-terras (4,2, 6,9 e 9,2 MTerra) em torno da estrela HD 40307, que está a 12,8 pc de nós, com períodos de 4,3, 9,6 e 20,5 dias, e distâncias de 0,047, 0,081 e 0,134 UA em torno da estrela de 4980 K.
- 62 por trânsitos (4,8 MTerra a 21,7 MJ, 3 sistemas), pela pequeníssima redução no brilho da estrela quando o planeta passa na frente da estrela
Lançamento do satélite COROT (COnvecção, ROtação e Trânsitos planetários), uma colaboração França-Áustria-Alemanha-Espanha-Brasil, com um telescópio de 27 cm e campo de 2,8°×2,8° para detectar exoplanetas por trânsitos e fazer sismologia estelar, foi lançado em 27.12.2006 e já detectou trânsitos em 30 estrelas (dos mais de 31 mil falsos-positivos), mas só sete planetas foram confirmados até agora, porque para ser confirmado ele tem que ser registrado mais de uma vez.
Em feveiro de 2009 o grupo do satélite COROT divulgou a detecção de COROT-Exo-7b, com uma massa de 5 MTerra e um diâmetro menor que duas vezes o da Terra mas que orbita sua estrela a cada 20 horas (A. Léger et al. 2009, Astronomy & Astrophysics, 506, 287; Didier Queloz et al. 2009, Astronomy & Astrophysics, 506, 303); ele tem densidade média de 5,6 g/cm3 e é o primeiro planeta extrassolar rochoso confirmado até agora, mas está localizado tão perto de sua estrela, 0,0172 UA, que sua temperatura deve estar entre 1000 e 1500°C. A estrela tem outro planeta detectado, com 8,4 MTerra a 0,046 UA da estrela. A estrela tem 0,93±0,03 MSol e está a cerca de 490 anos-luz de nós.
O satélite Kepler foi lançado em 6 de março de 2009. Um foguete Delta II levou o satélite da NASA Kepler, cuja missão é procurar por planetas tipo terrestres orbitando na zona habitável de outras estrelas. A zona habitável é aquela com temperatura que permite a existência de água líquida. O satélite é capaz de detectar a pequena redução no brilho da estrela quando um planeta passa na frente dela. O telescópio tem um espelho primário de 1,4m de diâmetro, com uma abertura efetiva de 0,95m. Conta com 42 CCDs, cada um com 2200×1024 pixeis, cobrindo um campo de 10°×10°, e está observando 100 mil estrelas de magnitudes 9 a 16, extendendo-se por 3,5 anos. Ele é capaz de detectar um trânsito de um planeta como a Terra para estrelas (variação de 1/12000) mais brilhantes que magnitude 12. A variabilidade intrínseca do Sol é da ordem de 1/100 000).Detecção da atmosfera de um planeta extrasolar jupteriano HAT-P-7, já conhecido anteriormente e situado a cerca de 1000 anos-luz da Terra, pelo satélite Kepler. Como o planeta orbita sua estrela a cada 2,2 dias, exatamente na metade da órbita o satélite mediu o trânsito secundário. Esta ocultação, quando o planeta passa atrás da estrela, foi usada para medir a atmosfera do planeta, com cerca de 2400C no lado iluminado.
- 9 (8 sistemas) por microlentes (3,2 MTerra a 3,5 MJ). Monitorando o brilho das estrelas em uma região densa do céu detecta-se aumento no brilho das estrelas se uma estrela compacta passar na sua frente (dentro do raio do anel de Einstein). Dependendo da massa da estrela compacta e de sua distância, este aumento do brilho pode durar dias, semanas ou meses. Um planeta com a massa da Terra em torno de uma estrela produz uma amplificação com escala de algumas horas, enquanto que para um planeta como Júpiter a escala é de alguns dias. Esta é a base dos programas de observações de microlentes gravitacionais. O projeto MACHO (MAssive Compact Halo Objects) observou 10 milhões de estrelas na direção das Nuvens de Magalhães por 7 anos, registrando cerca de 400 eventos. O OGLE (Optical Gravitational Lens Experiment) está monitorando 35 milhões de estrelas com um telescópio de 1,3 de diâmetro no Chile, detectando cerca de 800 eventos por ano, e já mediu pelo menos 7 planetas. Métodos diferentes encontram planetas em distâncias diferentes.
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- 11 (9 sistemas) por imageamento direto (4 a 21,5 MJ), como o planeta extrasolar com 5 massas de Júpiter fotografado em 2004 com um dos telescópios de 8,2 m do ESO, companheiro de uma anã-marrom, com 25 massas de Júpiter, pelo time liderado por Gael Chauvin.
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- Ele está a 230 anos-luz, em TW Hydrae, e tem 8 milhões de anos.
- Em setembro de 2008, Dr. David Lafrenière, Prof. Ray Jayawardhana e Prof. Marten van Kerkwijk, da Universidade de Toronto, usam o telescópio Gemini, de 8 metros de diâmetro, para fotografar e obter o espectro de um planeta extrassolar gigante, em torno da estrela 1RSX J160929.1-210524. A estrela é uma K7V, com 0,85 MSol, com Tef=4100K, a cerca de 500 anos-luz da Terra, o planeta tem 0,008+0,004-0,001 MSol, com Tef=1800K, é cerca de 8 magnitudes mais fraco que a estrela, e está a cerca de 330 UA dela.
- Combinação de imagens do Gemini (8m) e Keck (10m) por Christian Marois e colaboradores, do Canadá, de novembro de 2008, mostra que existem pelo menos três planetas no sistema da estrela HR 8799, com massas entre 5 e 13 massas de Júpiter. Eles obtiveram a primeira imagem de um sistema planetário extrassolar, a 130 anos-luz, na constelação de Pegasus. A estrela é jovem e tem 1,5 MSol.
- 8 (5 sistemas) por variação do tempo de viagem da luz (0,02 MTerra a 19,2 massas de Júpiter).
Órbitas dos planetas internos do sistema solar, em branco, e algumas órbitas de planetas extrassolares, em cinza, para diferentes estrelas.
mas os modelos de Klaus-Peter Schröder e Robert Connon Smith, publicados em 2008 no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 386, 155, preveem que somente os planetas com órbita inicial acima de 1,15 UA sobrevivem, e que a Terra será engolfada pelo Sol. O tempo zero deste diagrama ocorrerá em 7,59 bilhões de anos, quando o Sol atingir o topo do ramo das gigantes vermelhas.
Imagem do disco e planeta em torno de Fomalhaut (α Piscis Austrini, uma estrela A com 200±100 milhões de anos a 25 anos-luz de distância), com o Telescópio Espacial Hubble, com período de 872 anos em torno da estrela a 25 anos-luz, na constelação do Peixe Austral. A estrela tem 2,06 MSol, Tef=8540K, e o planeta cerca de 3 MJúpiter.
A primeira detecção de matéria asteroidal em torno das estrelas ocorreu em 2008 com a descoberta de piroxeno rico em ferro, enstatita (piroxeno rico em Mg) e forsterita (olivina - silicato de ferro magnésio) em torno da anã branca G 29-38.
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