Deteção do Exoplaneta WASP-43b

Representação artística do exoplaneta WASP 43b. Créditos: David A. Aguilar, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Num artigo anterior, vimos como um astrónomo amador poderia fazer a deteção de um exoplaneta (Qatar 1b) pelo método do Trânsito.

Introduzindo e contextualizando, de todas as configurações orbitais possíveis, existe uma em particular que ocorre quando o planeta passa à frente da sua estrela na orientação da nossa linha de visão. Este acontecimento, dá origem a um evento especial que nos permite deduzir vários parâmetros do sistema planetário e é conhecido pelo método do trânsito.

WASP-43 é uma estrela de tipo K localizada na constelação do Sextante, a cerca de 80 parsecs (261 anos-luz) de distância. Possui massa e raio baixos (0,58 vezes e 0,59 vezes a do Sol, respetivamente). A sua temperatura efetiva é de 4.400 K (mais fria que o Sol) e a sua idade foi estimada em somente 600 milhões de anos (o Sol tem 4.600 milhões de anos).

WASP-43b é um Júpiter quente (denso) com uma massa 1,76 vezes a de Júpiter, mas com um raio aproximadamente igual. Orbita a sua estrela a uma distância média de 0,0142 AU, completando uma translação em apenas 19,5h.

Por tal, o WASP-43b possui uma característica de destaque: é o mais perto a orbitar a sua estrela (de todos os exoplanetas descobertos pelo projeto SUPERWASP), a somente 3,7% da distância que Mercúrio orbita o Sol. Os Júpiteres Quentes são conhecidos por terem pequenos períodos orbitais, mas exoplanetas com períodos excecionalmente pequenos (abaixo de 3 dias) são extremamente raros. Neste caso, a explicação da proximidade poderá estar relacionada com a baixa massa da estrela hospedeira.

Como consequência, as temperaturas atingem máximos diurnos de 1500 graus Celsius e os ventos ultrapassam a velocidade do som. A atmosfera de um mundo tão estranho oferece um laboratório único para adquirir uma melhor compreensão da formação e da física planetária.

Mas não é tudo. Estudos recentes estimam que a sua órbita está em decaimento devido à interação das forças de maré. Variações no tempo do trânsito revelam que a duração do trânsito está a diminuir cerca de 3 segundos por cada 100 anos, o que implicará a sua destruição tidal dentro de apenas alguns milhões de anos.

1. Aquisição de dados

• Utilização de telescópio remoto no Novo México, iTelescope 2, por Andy Thrasher;
• Foram feitas 42 fotografias com 90 segundos de integração (a parte inicial do trânsito não foi registada devido ao tempo consumido na programação do equipamento) e filtro luminância.

2. Ficha técnica do sistema em observação

• Descoberta e referências: anunciado em 2011, por Hellier, arxiv.org, através do método do trânsito;
• Parâmetros do trânsito: raio do exoplaneta 0,93 Rj, duração de 69,4′ (Hellier) e 69,5′ (ETD),  profundidade de 2,55% flx (Hellier) e 2,89% mag (EDT); nota: 2,55% fluxo equivale a 2,81% magnitude.
• Parâmetros orbitais: inclinação 82,6°;
• Informações pormenorizadas (Exoplanets.org) aqui.

3. Fotometria

• A fotometria diferencial foi obtida através da utilização do MuniWin (freeware);
• Foram utilizadas quatro estrelas de referência e uma de comparação;

Mapa de identificação do exoplaneta (vermelho) e estrelas utilizadas na fotometria diferencial. Aquisição: Andy Thrasher. Processamento: Ruben Barbosa.

4. Resultados obtidos

• A duração e profundidade do trânsito obtidas encontram-se em absoluta consonância com os dados de catálogo conforme mostrado pelo ponto azul; o nível de qualidade dos dados são excelentes conforme demonstrado pelo diâmetro máximo do ponto azul.

Comparação dos valores da duração e da profundidade do trânsito medidos do exoplaneta WASP-43b com valores de catálogo, bem como indicação da qualidade dos dados medidos. Aquisição: Andy Thrasher. Processamento: Ruben Barbosa.

• A duração do trânsito medida foi de 69,1′ (catálogo EDT: 69,5′);
• A profundidade do trânsito medida foi de 2,89% magnitude (catálogo ETD: 2,89%);
• O raio do exoplaneta medido foi de 0,946Rj (catálogo ETD: 0,93Rj);
• A inclinação orbital medida foi de 82,28° (catálogo ETD; 82,6°);

Comparação de geometrias planetárias (raio do planeta e inclinação orbital) de catálogo e medidas. Aquisição: Andy Thrasher. Processamento: Ruben Barbosa.

• Os resultados encontram-se publicados no ETD (6130).

Curvas de luz do trânsito WASP-43b. Aquisição: Andy Thrasher. Processamento: Ruben Barbosa.

• Os residuais, diferença entre a magnitude e a curva de luz, apresentam desvios absolutos inferiores a 0,010;

Residuais do trânsito do WASP-43b. Aquisição: Andy Thrasher. Processamento: Ruben Barbosa.

• A massa de ar evoluiu desfavoravelmente ao longo da observação, mas sem comprometer os resultados;

Evolução da massa de ar durante o trânsito do WASP-43b. Aquisição: Andy Thrasher. Processamento: Ruben Barbosa.

Das imagens anteriores evidencia-se uma curva de luz do trânsito harmoniosa, assim como resultados em perfeita aproximação com os de catálogo, o que nos reconforta e motiva para novas aventuras.

Reitero os meus agradecimentos ao Andy Thrasher pois a iniciativa de fazer a deteção do WASP-43b foi dele e sem estes dados não seria possível obter toda esta diversão resultante da confirmação dos dados de catálogo.

“Nalgum lugar, alguma coisa incrível está à espera para ser conhecida.”, Carl Sagan,

• Saber mais: Plataforma Exoplanetologia.