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Os métodos de observação que têm vindo a ser desenvolvidos nos últimos anos são susceptíveis de descobrir planetas telúricos com massas até algumas vezes a massa da Terra (Super-terras) em torno de outras estrelas, e de determinar a sua massa e raio. No entanto, até ao momento apenas alguns modelos simplificados foram publicados com o intuito de estabelecer a relação entre a massa e o raio para planetas de massa semelhante à Terra. Importa realçar, contudo, que se desconhece a forma como estas duas variáveis físicas variam e.g. com a composição química dos planetas. Assim, uma vez que se obtenha as primeiras medidas do raio de um planeta deste tipo (usando o método dos trânsitos) é fundamental confrontar as massas e raios teóricos com os valores medidos através da observação astrofísica. Para os casos onde se obtenha informação quer sobre o raio quer sobre a massa, a comparação com os modelos teóricos poderá fornecer indicações sobre a composição e estrutura dos planetas em causa (São rochosos ou gelados ? Têm atmosfera ou não?). Para os casos onde apenas estejam disponíveis dados sobre o raio do planeta, é actualmente impossível calcular a massa dos planetas a partir da observação (ver state-of-the-art). O estabelecimento de uma relação entre a massa e o raio constitui, assim, a única forma de estimar a valor da massa de um planeta. Deste modo, a construção de modelos que estabeleçam uma relação entre a massa e o raio para planetas de massa 1-20 vezes superior à da Terra (Super-Terras) e o seu confronto com os resultados extraídos através da observação, poderá fornecer informações cruciais sobre os processos de formação e evolução dos planetas. Importa notar que numerosos instrumentos, telescópios e satélites estão actualmente a ser desenvolvidos em torno do objectivo de descobrir planetas telúricos em torno de outras estrelas (e.g. os satélites COROT (França e ESA) e Kepler (NASA)). De resto, este campo da Astrofísica tem criado pontos de contacto entre a Astronomia, Física, Geologia e Geofísica.

Neste contexto, o projecto actual pretende: 1) Utilizando a sinergia entre investigadores destes diferentes domínios, pretendemos construir modelos de relação massa-raio para planetas com diferentes composições e estruturas. Se as novas observações astrofísicas revelarem o trânsito de planetas no intervalo de massa referido anteriormente, iremos utilizar os modelos desenvolvidos para estimar quer a massa quer a composição química destes novos mundos. Alguns modelos simplificados foram já publicados utilizando a distribuição da densidade, a composição química, bem como de perfis de pressão e temperatura assumidos para a Terra como parâmetros de entrada. Tais modelos consideram, contudo, a existência de um único sistema de convecção para o manto que devem ser comparados com hipóteses mais complexas. Existem vários argumentos de natureza geoquímica e geofísica que permitem considerar a existência de duas camadas de convecção para o manto impostas pelas transições de fase que ocorrem a 670 km de profundidade.Este modelo coloca novas restrições à viscosidade do manto e ao fluxo de calor para a superfície que irão ser analisadas neste projecto. Numa segunda fase, pretendemos desenvolver modelos de relação massa-raio para planetas com diferentes tipos de composição química e de rácio gelo/rocha variável; 2) Iremos também continuar a utilizar instrumentos de alta resolução como os espectrógrafos HARPS e UVES, disponíveis nos telescópios do ESO, de forma a obter medições actualizadas dos planetas em trânsito detectados por campanhas de medição fotométrica. Continuaremos, de igual modo, a nossa participação em projectos de pesquisa de planetas de curto período (potenciais candidatos a transitar a estrela) em torno de estrelas na vizinhança solar. Nestas pesquisas serão utilizados os espectógrafos HARPS e SOPHIE (este último no Telescópio de 1.93-m existente no observatório OHP, França). Atendendo à alta precisão destes instrumentos, novas observações poderão conduzir à descoberta dos primeiros planetas em trânsito de muito pequena massa (~10 vezes a massa da Terra). Estudos paralelos sobre os planetas em trânsito e as propriedades das estrelas que estes orbitam serão igualmente realizados.

 

Equipa

Mourad Bezzeghoud - Coordenador

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Nuno Miguel Cardoso Santos - Investigador

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Bento António Fialho Caeiro Caldeira - Investigador

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Nuno Pereira Santos - Bolseiro de Investigação

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Mário Santana - Bolseiro de Investigação

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