Detectados Trânsitos de 55 Cancri-e !

[O tamanho aparente de 55 Cancri-e em trânsito, relativamente à sua estrela hospedeira, quando comparado com hipotéticos trânsitos da Terra e de Júpiter, relativamente ao Sol. O sinal do trânsito de 55 Cancri-e é minúsculo e só pode ser medido com um instrumento com uma precisão notável como o MOST. Crédito: Jason Rowe and Jaymie Matthews, respectivamente da NASA e da Universidade de British Columbia]

We have detected transits of the innermost planet “e” orbiting 55 Cnc (V=6.0), based on two weeks of precise photometric monitoring with the MOST space telescope. The transits of 55 Cnc e occur with the period (0.74 d) and phase that had been predicted by Dawson & Fabrycky, and with the expected duration and depth for the crossing of a Sun-like star by a hot super-Earth. Assuming the star’s mass and radius to be 0.96 +/- 0.10 Msun and 1.10 +/- 0.10 Rsun, the planet’s mass, radius, and mean density are 8.57 +/- 0.64 Me, 1.63 +/- 0.16 Re, and 10.9 +/- 3.1 g/cm^3. The high density suggests the planet has a rock-iron composition as opposed to hydrogen, water, or other light elements. This makes 55 Cnc e similar to the other transiting super-Earths in tight orbits around G stars (Kepler-10b and Corot-7b), and unlike the lower-density super-Earths that are less strongly irradiated (GJ 1214b and Kepler-11d,e,f). The host star of 55 Cnc e is far brighter than that of any other known transiting planet, which will facilitate further investigations.

Este é o resumo que inicia o artigo de Joshua Winn (MIT e Kavli Institute) e co-autores. A descoberta é notável pelo planeta em si, que como veremos tem características únicas, mas também pelo facto de 55 Cancri ser agora a estrela de maior brilho aparente para a qual foram detectados trânsitos de um planeta. Este último facto facilitará o estudo futuro dos trânsitos pois é mais fácil obter observações de grande precisão para estrelas brilhantes.

[O trânsito de 55 Cancri-e segundo dados obtidos com o telescópio MOST. Notem o decréscimo de apenas 0.02% no brilho da estrela provocado pelo planeta. Crédito: Winn et al.]

O sistema planetário de 55 Cancri (também conhecida como ρ-1 Cancri, na constelação do Caranguejo) é composto por 5 planetas que orbitam uma estrela de tipo espectral G8 V muito rica em “metais”. O planeta -e foi descoberto em 2004 por McArthur et al. utilizando o telescópio Hobby-Eberly do observatório de McDonald, no Texas. Na altura, a análise dos dados indicava que este planeta deveria possuir uma massa de cerca de 14.2 vezes a da Terra e orbitar a estrela hospedeira com um período de 2.8 dias. Em 2008, uma nova análise por Debra Fisher e colegas da San Francisco State University, detectou um planeta adicional, o 55 Cancri-f, e confirmou a existência do 55 Cancri-e que entretanto tinha sido posta em causa por um outro estudo. Em 2010, uma análise mais detalhada dos dados levou Rebekah Dawson e Daniel Fabrycky a propor que o verdadeiro período de do 55 Cancri-e era de 0.74 dias, pouco menos de 18 horas! Esta nova órbita, fez descer a estimativa da massa mínima do planeta para 8.3 vezes a massa da Terra e aumentou a sua probabilidade de trânsito de uns 13%, na sua órbita original, para uns respeitáveis 33%. Foi precisamente esta probabilidade elevada de trânsito que levou os autores do artigo a tentarem a sua detecção utilizando para o efeito o telescópio espacial MOST. É caso para dizer que a sorte sorri aos audazes.

Com base nos trânsitos, Winn e co-autores derivam uma massa de 8.6 e um raio de 1.6, em unidades terrestres, para o planeta, correspondendo a uma densidade de 10.9 g/cm^3. Este valor da densidade, cerca do dobro da terrestre, é notável e sugere que o planeta é maioritariamente composto por metais e por rocha. As probabilidades de suportar uma atmosfera substancial são pequenas. O brilho da estrela hospedeira permitirá observar os trânsitos com grande detalhe com o telescópio Hubble, no visível e ultravioleta, e com o telescópio Spitzer, no infravermelho, o que possibilitará a detecção e caracterização da sua atmosfera, mesmo que ténue.

Como curiosidade, Jaymie Matthews, o segundo autor, é a pessoa ao lado do telescópio MOST na última imagem deste post. Podem ver o artigo original aqui e a notícia aqui.