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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

Planetas Extra-Solares: abrir caminho para a detecção de outras terras

FCOMP-01-0124-FEDER-009290 & PTDC/CTE-AST/098528/2008

Investigador responsável
Nuno C. Santos

O presente projecto tem como objectivo permitir a continuação do esforço para criar uma forte equipe nacional capaz de realizar investigação de ponta na área dos planetas extra-solares, e em particular com o objectivo de detectar outras Terras.

A descoberta, há cerca de 13 anos, de um primeiro planeta a orbitar uma estrela semelhante ao Sol (Mayor & Queloz 1995) incentivou o início de inúmeros projectos de procura de planetas extra-solares. Estes permitiram descobrir cerca de 300 novos mundos a orbitar estrelas de tipo solar. A grande maioria das descobertas foi feita com o método das velocidades radiais (RV).

Embora a maior parte dos planetas descobertos até hoje sejam de tipo gigante (como Júpiter - ver Udry & Santos 2007), desde 2004 o avanço da técnica das RV permitiu descobrir vários planetas com apenas algumas vezes a massa da Terra (e.q: Santos et ai, 2004). Estas descobertas só foram possíveis com o desenvolvimento de novos instrumentos como o HARPS (ESO), que consegue medir a velocidade de uma estrela com uma precisão melhor do que 1 m/s.

Os resultados actuais do HARPS (em que alguns dos membros da presente equipa participam) sugerem que as descobertas actuais representam apenas a ponta do iceberg. Um senso recente mostrou que numa das amostras de estrelas estudadas pelo HARPS existem 45 possíveis planetas de muito pequena massa, em períodos orbitais inferiores a 50 dias. Estatisticamente tal significa que cerca de 30% das estrelas estudadas possuem planetas de tipo super-terra ou neptuno. Uma nova população de planetas parece estar portanto a emergir; a existência dessa população é prevista pelos modelos de formação de planetas (e.g. Benz et ai, 2008).

Estes resultados levaram ao desenvolvimento de novos projectos, que têm como objectivo medir a RV de uma estrela com uma precisão de apenas alguns atvts, Estes projectos incluem um novo espectrógrafo para o VLT (denominado ESPRESSO), projecto em que alguns dos membros da presente equipa fazem parte (o PI do presente projecto é um dos co-Pl s do consórcio internacional). Os objectivos deste instrumento, que deverá estar concluído em 2014, passam pela capacidade de obter a RV de uma estrela com uma precisão de uns meros 10 crn/s. Tal precisão permitirá detectar outras terras a orbitar estrelas de tipo solar em órbitas compatíveis com a existência de vida.

O presente projecto tem como objectivo abordar pela primeira vez uma série de desafios científicos que são cruciais para permitir o
pleno sucesso de instrumentos actuais (como o HARPS) e futuros (como o ESPRESSO).

Para tal, propomos desenvolver investigação em 4 tópicos que estão na fronteira entre a astrofísica estelar, a dinâmica de N-corpos, e a procura de planetas extra-solares. Estes trabalhos, que vêm no seguimento de um projecto financiado pela FCT em 2004 (já terminado), incluem:

i) Participar em diversos projectos de topo na àrea da procura de planetas extra-solares, que nos permitirão participar na descoberta de diversos planetas, em particular de tipo terrestre. Os dados recolhidos permitirão melhor desenvolver os pontos descritos em baixo; 

iii) Desenvolver uma série de utilitários para determinar parâmetros estelares a partir de um espectro de alta resolução. Tal permitirá melhor estudar a influência dos parâmetros estelares na formação de planetas (e.g. Santos et ai. 2004b, Sousa et aI.
2008);

ii) Estudar a influência de determinados fenómenos estelares na determinação de velocidades radiais precisas (e.g. actividade, oscilações, granulação). A compreensão deste problema pode fazer a diferença entre conseguir ou não detectar outras Terras (e.g. Santos et ai. 2004a);

iv) Desenvolver simulações numéricas de sistemas multi-planetários, com o objectivo de ajudar e melhor compreender os processos de formação e evolução dos planetas (Correia et ai. 2005).

Toda esta investigação terá grande impacto bem além do final deste projecto. Note-se ainda que as duas instituições envolvidas têm os dois maiores grupos que trabalham na área de planetas extra-solares em Portugal: o CAUP desenvolve a componente observacional, e a U. Aveiro a componente teórica.

Instituições envolvidas no projecto:
- Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP/UP)
- Universidade de Aveiro (UA)

Membros do projecto no CAUP:

- Ana Soares
- Giancarlo Pace
- Isabelle Boisse
- João Gomes da Silva
- Mahmoudreza Oshah
- Marco Montalto
- Nuno Santos
- Pedro Figueira
- Sérgio Sousa
- Vasco Neves
- Xavier Dumusque

Instituição financiadora
Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Início: 1 abril 2010
Fim: 31 março 2013

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O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço é (IA) é uma nova, mas muito aguardada, estrutura de investigação com uma dimensão nacional. Ele concretiza uma visão ousada, mas realizável para o desenvolvimento da Astronomia, Astrofísica e Ciências Espaciais em Portugal, aproveitando ao máximo e realizando plenamente o potencial criado pela participação nacional na Agência Espacial Europeia (ESA) e no Observatório Europeu do Sul (ESO). O IA é o resultado da fusão entre as duas unidades de investigação mais proeminentes no campo em Portugal: o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) e o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL). Atualmente, engloba mais de dois terços de todos os investigadores ativos em Ciências Espaciais em Portugal, e é responsável por uma fração ainda maior da produtividade nacional em revistas internacionais ISI na área de Ciências Espaciais. Esta é a área científica com maior fator de impacto relativo (1,65 vezes acima da média internacional) e o campo com o maior número médio de citações por artigo para Portugal.

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