Questões de Exoplanetas da Seletiva OBA

Uma determinada estrela possui um planeta orbitando ao seu redor. Este sistema estelar tem as seguintes características, do ponto de vista de um observador na Terra:

• Período orbital do exoplaneta P = 5 anos;
• Separação angular no apoastro entre o exoplaneta e a estrela θ_máx = 6 mas (milissegundo de arco) e no periastro de θ_mín = 2 mas;
• Magnitude aparente m = 12,2 e magnitude absoluta M = 2,3.

Calcule a massa M_e desta estrela, em massas solares. Considere a massa do exoplaneta desprezível, despreze a extinção interestelar e suponha que a órbita seja vista de frente, com seu plano perpendicular à linha de visada (i = 0°).

Dica: A equação do módulo da distância é uma expressão que relaciona a magnitude absoluta (M), a magnitude aparente (m) e a distância de uma estrela (d) em parsec, sendo escrita como:

m − M = 5 log d − 5

Astrônomos identificaram um enorme "surto de crescimento" em um planeta errante. Ao contrário dos planetas do nosso Sistema Solar, esses objetos não orbitam estrelas, flutuando livremente por conta própria. As novas observações, feitas com o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul (VLT do ESO), revelam que este planeta errante está consumindo gás e poeira de seus arredores a uma taxa de 6 (seis) bilhões de toneladas por segundo. O objeto recém-estudado, que tem uma massa de cinco a dez vezes a de Júpiter, está localizado a cerca de 620 anos-luz de distância, na constelação de Camaleão. Oficialmente chamado de Cha 1107-7626, este planeta errante ainda está em formação e é alimentado por um disco circundante de gás e poeira (vide a ilustração artística a seguir). Este material cai constantemente sobre o planeta flutuante, um processo conhecido como acreção.

Supondo que esta taxa de acreção permaneça constante por muito tempo, responda: quanto tempo demora, aproximadamente, para o planeta errante Cha 1107-7626 crescer o equivalente a 1 (um) planeta Terra?

Considere que a massa da Terra = 6,0 × 10²⁴ kg e 1 ano ≈ 3,2 × 10⁷ segundos.

Um exoplaneta, ou planeta extrassolar, é um planeta que orbita uma estrela além do nosso sistema solar. A existência de exoplanetas foi confirmada pela primeira vez na década de 1990 e, desde então, milhares deles foram descobertos. A detecção de exoplanetas é realizada por meio de diversos métodos, incluindo o método de trânsito, onde se observa a diminuição periódica do brilho da estrela quando o planeta passa entre a estrela e o observador.

Uma astrônoma, especializada em estrelas do tipo solar, descobriu uma estrela idêntica ao nosso Sol, com o mesmo brilho e a mesma massa. Através do monitoramento do brilho desta estrela, esta cientista descobriu que esta estrela possuía um planeta.

A curva teórica que melhor se ajustou aos valores observacionais é mostrada no gráfico abaixo. A queda no brilho da estrela deve-se ao trânsito de um planeta que a orbita.

Com as informações contidas no gráfico, assinale a opção que traz o período orbital P_orb do planeta.

Quando um planeta passa na frente de sua estrela hospedeira (transita pelo disco estelar), ele bloqueia uma pequena parte da luz da estrela. Isso faz com que o brilho da estrela diminua por um curto período de tempo.

Para detectar um planeta por trânsito, os astrônomos monitoram o brilho de uma estrela por um longo período de tempo. Se eles observarem uma diminuição periódica no brilho da estrela, isso pode ser um sinal de que um planeta está passando na frente dela.

O gráfico a seguir traz a medida do fluxo de uma estrela, que possui em sua órbita um exoplaneta, ou planeta extrassolar, do tamanho comparável ao nosso Júpiter. Os pontos pretos correspondem à média dos fluxos medidos e a linha cheia, à curva de luz (melhor ajuste às médias).

Com as informações contidas no gráfico, assinale a opção que traz a porcentagem do decaimento do fluxo da estrela com o trânsito do planeta e a duração desse trânsito, respectivamente.

Uma determinada estrela possui um planeta orbitando ao seu redor. Este sistema estelar tem as seguintes características, do ponto de vista de um observador na Terra:

• Período orbital do exoplaneta P = 10 anos;
• Separação angular máxima entre o exoplaneta e a estrela θ_max = 5 mas e mínima de θ_min = 3 mas (milissegundos de arco);
• Magnitude aparente m = 13,1 e magnitude absoluta M = 1,5.

Calcule a massa **M_*** desta estrela, em massas solares.

Considere a massa do exoplaneta desprezível e que sua órbita é “edge-on”, ou seja, é vista de perfil (i = 90°).

Um planeta orbita uma estrela cuja temperatura efetiva é de 6500 K e raio igual a 1,2 raio solar a uma distância de 1,5 U.A. O planeta tem um albedo de 0,10.

Qual é a temperatura do planeta, assumindo que ele irradia como um corpo negro perfeito?