Apesar dos avanços na pesquisa de exoplanetas na última década Muito de permanece desconhecido. Por exemplo, como as taxas de detecção de planetas gigantes variam em função do conteúdo de metal da estrela hospedeira? Os planetas gigantes são mais frequentes em torno de estrelas massivas? Os planetas gigantes se formam sob diferentes mecanismos, dependendo do conteúdo de metal da estrela?
Para esse fim, uma equipe de astrônomos liderada por Annelies Mortier e Nuno C. Santos explorou qual função matemática caracteriza a taxa de detecção através de uma distribuição de estrelas (ou seja, de objetos ricos em metais a objetos pobres em metais). “Encontrar a forma funcional exata da frequência de detecção de metalicidade-planeta promoverá nossa compreensão da formação de planetas e do número de planetas que vagam pela galáxia”, disse Santos à Space Magazine.
Planetas gigantes são encontrados com mais frequência em torno de estrelas ricas em metal, e uma figura do estudo da equipe (mostrada abaixo) reafirma que ~ 25% das estrelas com o dobro do conteúdo de metal do Sol hospedam um planeta gigante, enquanto a probabilidade cai para ~ 5% para estrelas com um conteúdo metálico análogo ao Sol.
Estabelecer que estrelas ricas em metal exibam uma probabilidade maior de hospedar um planeta gigante restringe os modelos de formação de planeta. Especificamente, as observações sugerem que uma maior metalicidade promove o crescimento de núcleos rochosos / gelados, que posteriormente acumulam gás. No entanto, a equipe observa que, embora a gigantesca tendência de metalicidade do planeta seja sólida para estrelas que exibem metalidades maiores que (ou análogas ao) Sol, os resultados são menos certos para estrelas pobres em metais. De fato, existe um debate ativo na literatura sobre qual função liga os regimes rico em metal e pobre em metal. Em particular, um declínio exponencial se estende ao regime de pobres em metais ou a função se estabiliza?
Dependendo da maneira pela qual a tendência de frequência se estende ao regime pobre em metais, isso pode indicar que um mecanismo separado é responsável por criar os planetas gigantes dessa subamostra. Assim, pesquisas contínuas de estrelas pobres em metais são importantes, apesar da menor frequência de encontrar um planeta gigante. Além disso, Mortier (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto) observa que: “O estudo de estrelas pobres em metais deve ser incentivado, pois vários modelos teóricos mostram que os planetas semelhantes à Terra são mais comuns nessas estrelas do que em seus colegas ricos em metais”.
A equipe concentrou seus esforços na tentativa de discernir a diferença entre a viabilidade de várias formas funcionais no regime de pobres em metais (ou seja, a taxa de detecção de planetas gigantes nesse domínio diminui, em vez de diminuir exponencialmente?). No final, nenhuma diferença estatística foi encontrada entre os cenários, e também não ficou claro se existe uma dependência em massa por trás da frequência de detecções de planetas gigantes. A equipe observou que era necessária uma amostra maior para chegar a conclusões definitivas e acrescentou que pesquisas em andamento para descobrir planetas garantiriam que o problema pudesse ser resolvido em breve.
"Kepler e Gaia aumentarão significativamente a quantidade de descobertas de planetas, não apenas para planetas gigantes, mas também para planetas menores", disse Mortier.
Em suma, para responder às perguntas colocadas no início dos esforços de caça ao planeta, deve-se concentrar nos pobres em metaise estrelas ricas em metal, apesar da primeira exibir uma frequência reduzida de planetas gigantes. As descobertas da equipe aparecerão em Astronomia e astrofísica e uma pré-impressão está disponível no arXiv. Os resultados do estudo estão ligados, em parte, às observações obtidas pelo instrumento HARPS (High Precision Radial Velocity Planet Searcher), que é mostrado abaixo.
