Modelo para simulação de trânsitos de planetas com luas e anéis

• Main Author: Luis Ricardo Moretto Tusnski
• Other Authors: Adriana Benetti Marques Válio
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2011
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2011/02.09.14.07

Desde a descoberta dos primeiros planetas extrassolares, os pesquisadores têm procurado selecionar os que são mais adequados para o surgimento e desenvolvimento da vida, usando o conceito de zona habitável. Porém, a grande maioria dos planetas descobertos até hoje são gasosos, excluindo sua habitabilidade. Recentemente, foi sugerida a possibilidade de que tais planetas gasosos possuam luas: se o planeta estiver na zona habitável, a lua também será habitável. Assim, neste trabalho apresentamos um modelo para simulação de trânsitos planetários, considerando a presença de luas e anéis em órbita do planeta. O modelo foi desenvolvido em IDL. A órbita da lua ao redor do planeta é considerada coplanar com a órbita planetária, e ambas são circulares. Os demais parâmetros físicos e orbitais da estrela, do planeta, da lua e dos anéis são ajustáveis. Pode-se acrescentar também manchas na superfície da estrela e simular quantos trânsitos sejam desejados. O resultado da simulação é a curva de luz de tais eventos. Pode-se acrescentar ruído às curvas de luz, de modo a obter curvas semelhantes às obtidas pelos telescópios espaciais CoRoT e Kepler. O objetivo é determinar se é possível localizar luas ou anéis planetários em órbitas de exoplanetas usando fotometria. Mostra-se que é possível detectar luas com raios de pelo menos 1,3 R$\oplus$ com o CoRoT e 0,3 R$\oplus$ com o Kepler. Também são considerados os efeitos de variação temporal, causados pela posição e pelo movimento do planeta em relação ao centro de massa do sistema planeta-lua. === Since the first exoplanet discoveries, researchers have tried to select those most adequate for life to begin and evolve, using the concept of habitable zone. However, most of the discovered planets so far are gas giants, precluding their habitability. Recently, it was proposed that if these planets have moons, these moons may be habitable. In this work we present a model for planetary transit simulation considering the presence of moons and planetary rings around the planet. The model was developed in IDL. Moon and planetary orbits are coplanar, and both are circular. The other physical and orbital parameters of the star, the planet, the moon and the ring can be adjusted in each simulation. It is possible to add spots to the surface of the star, and to simulate as many successive transits as wanted. The result of the simulation is the light curve. It is also possible to add white noise to the light curves, in order to produce curves similar to those obtaineds by the CoRoT and Kepler space telescopes. The objective is to determine if these events are detectable or not using photometry. Using this model, we show that it is possible to detect moons with radii as little as 1.3 R$\oplus$ with CoRoT and 0.3 R$\oplus$ with Kepler. Timing variations are also considered, caused by the planet position and movement with respect to the planet-moon barycenter.