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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

Habitable Planets Eclipsing Brown Dwarfs: Strategies for Detection and Characterization

A. R. Belu, F. Selsis, S. N. Raymond, E. Pallé, R. A. Street, D. K. Sahu, K von Braun, E. Bolmont, P. Figueira, G. C. Anupama, I. Ribas

Resumo
Given the very close proximity of their habitable zones, brown dwarfs represent high-value targets in the search for nearby transiting habitable planets that may be suitable for follow-up occultation spectroscopy. In this paper we develop search strategies to find habitable planets transiting brown dwarfs depending on their maximum habitable orbital period (PHZ out). Habitable planets with PHZ out shorter than the useful duration of a night (e.g. 8-10 hrs) can be screened with 100% completeness from a single location and in a single night (near-IR). More luminous brown dwarfs require continuous monitoring for longer duration, e.g. from space or from a longitude-distributed network (one test scheduling achieved - 3 telescopes, 13.5 contiguous hours). Using a simulated survey of the 21 closest known brown dwarfs (within 7 pc) we find that the probability of detecting at least one transiting habitable planet is between 4.5+5.6/-1.4 and 56+31/-13 %, depending on our assumptions. We calculate that brown dwarfs within 5-10 pc are characterizable for potential biosignatures with a 6.5 m space telescope using ~1% of a 5-year mission’s lifetime spread over a contiguous segment only 1/5th to 1/10th of this duration.

Palavras chave
astrobiology — brown dwarfs — eclipses — infrared: planetary systems — instrumentation: spectrographs — solar neighborhood

The Astrophysical Journal
Volume 768, Página 125_1
maio 2013

>> ADS>> DOI

Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (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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