Luan Ghezzi
Pesquisa
Desde a descoberta do primeiro planeta extrassolar ao redor de uma estrela de tipo solar em 1995, milhares de exoplanetas foram detectados e milhares de candidatos adicionais aguardam confirmação. Apesar destes números impressionantes, ainda não fomos capazes de construir um modelo que explica completamente a formação, a evolução e as arquiteturas dos sistemas planetários descobertos até hoje.
Um ingrediente essencial para desenvolver tal modelo envolve um pouco de "genética planetária". Quando uma criança é concebida, a genética é capaz de nos dizer as probabilidades de que aquele indivíduo tenha determinados atributos (por exemplo, a cor dos olhos) com base nas características dos pais. Até agora, parece que isso também acontece com os planetas e suas estrelas hospedeiras.
A evolução e o destino das estrelas é determinado, em primeira aproximação, por suas massas e composições químicas. Portanto, é razoável nos perguntarmos se e como estas duas propriedades estelares poderiam influenciar também a formação planetária ou afetar as características dos planetas. É exatamente aqui que está o foco principal da minha pesquisa.
Observando no Gemini Sul. Dezembro de 2006.
Na minha pesquisa, eu uso espectros coletados com alguns dos telescópios mais avançados do mundo, tais como o Keck de 10m, o HET de 9,2m, o Gemini-Sul de 8m (figura acima) e o MPG/ESO de 2,2m (cúpula prateada na figura do cabeçalho). Estes dados de alta qualidade permitem que eu e meus colaborados façamos detalhadas determinações das propriedades físicas e abundâncias químicas de estrelas dos tipos FGK com ou sem planetas. Análises estatísticas cuidadosas dos parâmetros resultantes nos fornecem uma melhor compreensão das possíveis conexões entre estrelas e planetas. Algumas delas estão destacadas abaixo. Para a minha pesquisa completa, por favor veja a página de publicações.
Existe uma Correlação Planeta-Massa?
A figura de Ghezzi & Johnson (2015) mostra a comparação entre as massas independentes de modelos (obtidas da literatura para sistemas binários ou alvos com asterosismologia e isolados) e os valores determinados usando grades de trajetórias evolutivas para uma amostra de 59 estrelas de referência evoluídas. O bom acordo geral confirma que as massas dependentes de modelos não afetadas de maneira significativa por erros sistemáticos que acabariam por superestimá-las. Modelos de evolução estelar são, portanto, capazes de fornecer massas precisas para estrelas isoladas que já saíram da sequência principal. Este resultado fornece suporte para os estudos que encontraram evidências de que a probabilidade de uma estrela ter planetas gigantes cresce com a massa estelar. Mais detalhes também podem ser encontrados aqui (em inglês).
Os Elementos Refratários Podem Revelar a Formação de Planetas Terrestres?
A figura de Schuler et al. (2015) mostra as abundâncias dos elementos refratários como função das temperaturas de condensação para 5 estrelas de sequência principal que possuem planetas pequenos descobertos pela missão espacial Kepler. A assinatura química que poderia ser causada pela formação de planetas terrestres (ou seja, depleção dos elementos refratários) não foi observada em nenhum dos casos, apesar de cálculos baseados em modelos terem mostrado que a nossa análise era precisa o suficiente para detectá-la. Este é um dos primeiros e poucos testes diretos desta hipótese controversa.
O Lítio Indica a Presença de Planetas Gigantes?
A figura de Ghezzi et al. (2010b) é uma das comparações que indicam que não há diferenças entre as estrelas com e sem planetas (símbolos vermelhos e azuis, respectivamente; círculos vazados são medidas precisas e triângulos invertido preenchidos são limites superiores; a estrela preta representa o Sol) quando objetos com propriedades bastante similares são comparados. Este resultado é contrário à ideia de que a presença de planetas gigantes poderia estar conectada com uma depleção mais acentuada de Li nas estrelas hospedeiras.
Massas Estelares Maiores Podem Compensar Metalicidades Menores?
A figura de Ghezzi et al. (2010c) mostra que as distribuições de metalicidade das anãs (linha preta inteira nos dois painéis) e das subgigantes (linha vermelha pontilhada no painel inferior) são similares. Esta é uma evidência de que não ocorreu poluição nas atmosferas estelares, uma vez que o material acrescido teria sido diluído quando as estrelas deixam a sequência principal em direção ao ramo das subgigantes. As estrelas gigantes (linha vermelha pontilhada no painel superior), por outro lado, são mais pobres em metais do que as duas outras amostras, o que sugere que as suas maiores massas podem compensar as menores metalicidades e fornecer a quantidade de metais necessária para a formação de planetas.
A Massa Planetária Depende da Metalicidade Estelar?
A figura de Ghezzi et al. (2010a) revela um claro deslocamento entre as distribuições de metalicidade das estrelas com planetas parecidos com Júpiter (linha preta inteira) e planetas similares a Netuno ou menores (linha vermelha pontilhada). Este fato é observado quando usamos apenas as nossas estrelas (painel superior) ou quando aumentamos a nossa amostra relativamente pequena com dados da literatura (painel inferior). Note, ainda, que anãs M não foram incluídas na nossa análise. Este resultado sugere uma possível conexão entre a metalicidade estelar e a massa do planeta mais maciço no sistema, uma vez que as estrelas com planetas netunianos ou menores são mais pobres em metais, em média, do que aquelas que abrigam planetas jovianos.