Seleç˜Ao De Candidatos a Sistemas Planetários Jovens

Universidade de SãoPaulo Instituto de Astronomia, Geof´ısicae CiênciasAtmosféricas Departamento de Astronomia Thiago Matheus Sele¸cãode Candidatos a Sistemas Planetários Jovens SãoPaulo 2010 Thiago Matheus Sele¸cãode Candidatos a Sistemas Planetários Jovens Disserta¸cão apresentada ao Departamento de Astronomia do Instituto de Astronomia, Geof´ısicae CiênciasAtmosféricas da Universidade de São Paulo como parte dos requisitos para a obten¸cãodo t´ıtulode Mestre em Ciências. Area´ de Concentra¸cão: Astronomia Orientador: Prof. Dr. Eduardo Janot Pacheco SãoPaulo 2010 A` minha fam´ılia Agradecimentos A` minha fam´ıliapor todo suporte e ajuda nas horas dif´ıceis em toda minha carreira acadêmica; A` minha futura mulher Cláudiapelo apoio e compreensãonas horas dif´ıceis; Ao meu orientador Eduardo Janot Pacheco pela assistênciaacadêmicadesde os tempos de inicia¸cãocient´ıficaatéhoje; Ao pesquisador Carlos Alberto Torres pela paciência ao transmitir o conhecimento prévionecessário no in´ıcio do projeto, e pela colabora¸cão com a base de dados deste trabalho; Ao Professor Roberto Costa pela ajuda em momentos importantes na análise dos dados, conselhos nas horas dif´ıcies, boas prozas que tivemos ao longo do curso, pelo excelente curso de observacional, e principalmente pela amizade; A` Professora Silvia Rossi pelo ótimo curso de estelar e, principalmente, por ter sido minha primeira orientadora e que me inseriu na pesquisa acadêmica no come¸coda inicia¸cão cient´ıfica; Aos Professores Marcos Diaz, Antonio Mário Magalhães, Laerte SodréJr, GastãoB. Lima Neto, e Ronaldo E. de Souza pelos excelentes cursos que tive no primeiro ano do mestrado. As` professoras Thais E.P. Idiart, CláudiaMendes de Oliveira, e Sandra dos Anjos pela oportunidade ao me escolherem como monitor PAE de suas disciplinas, fornecendo um aprendizado ´ımparna metodologia de ensino e na intera¸cãoda rela¸cãoprofessor-aluno. Aos colegas: Oscar Cavichia e Vinicius Placco pela elabora¸cãoe implementa¸cãoda classe iagtese que facilitou, e muito, a reda¸cão deste trabalho. Aos colegas de sala Douglas Barros e Felipe Oliveira pela divertida convivência. Ao colega Mairan Teodoro pela oportunidade que me foi dada quando me inseriu no grupo de atendimento ao público,e aos demais colegas desse grupo pelos divertid´ıssimos e proveitosos atendimentos que fizemos. Ao amigo Tiago Ricci pelas divertidas tira¸cões de sarros mútuasque fizemos ao longo dos campeonatos futebol´ısticos. Posso dizer que nesse quesito eu me sai um pouco mel- hor..... Aos técnicose colegas: Ulisses Castelo, Marco dos Santos, Luiz Ricardo, e Jorge Raf- faelli pelas assitências e manunten¸cão dos computadores, equipamentos do atendimento e cúpula,sem os quais o atendimento ao públiconão teria funcionado direito. A` FAPESP, pelo apoio financeiro, sob o projeto no: 07/56851-8; Ao IAG e toda sua comunidade pelo excelente suporte, estrutura e aux´ıliosem os quais esse projeto de mestrado nunca sairia. Esta disserta¸cãofoi escrita em LATEX com a classe IAGTESE, para teses e disserta¸cõesdo IAG. “Amai para entendê-las! Pois sóquem ama pode ter ouvido Capaz de ouvir e de entender as estrelas” Olavo Bilac “A Astronomia éútilporque nos eleva acima de nósmesmos; éútilporque égrande, é útil porque ébela; isso éo que se precisa dizer. E´ ela que nos mostra o quanto o homem épequeno no corpo e o quanto égrande no esp´ırito,jáque nesta imensidão resplandecente, onde seu corpo nãopassa de um ponto obscuro, sua inteligênciapode abarcar inteira, e dela fluir a silenciosa harmonia. Atingimos assim a consciênciade nossa for¸ca,e isso éuma coisa pela qual jamais pagar´ıamoscaro demais, porque essa consciêncianos torna mais fortes.” Henri Poincaré Resumo Os modelos atuais sobre forma¸cão planetária indicam que os planetas gasosos gigantes formam-se em escalas de tempo de ∼ 10 Manos, inferiores àdos pequenos, rochosos, de ∼ 30 Manos (Zuckerman e Song, 2004b). Um teste simples desses modelos de forma¸cão seria procurar planetas em torno de estrelas jovens de várias idades: nos sistemas mais jovens não dever-se-ia detectar objetos telúricos, que sóapareceriam em torno de estrelas relativamente mais velhas. Os satélitesCoRoT e Kepler, que se encontram em pleno regime de observa¸cões,vêmdescobrindo exoplanetas pelo método dos trânsitos, sendo capaz de detectar corpos de dimensões terrestres. O objetivo deste trabalho, éselecionar sistemas planetários jovens de várias idades para serem observados pelo dois satélites,a fim de testar as escalas de tempo de forma¸cãode planetas rochosos e gasosos. Para atingir esse objetivo foi necessário entender como a idade pode ser estimada para um grupo de estrelas (aglomerado aberto ou associa¸cão), utilizando-se, por exemplo, dados sobre abundâncias qu´ımicas do l´ıtiodos objetos. Isso époss´ıvel devido àfacilidade do l´ıtioem ser destru´ıdona fase pré-sequencia principal, a temperaturas superiores 2,5 106 K. Um levantamento amostral da abundânciado l´ıtioem fun¸cãoda temperatura, para estrelas pertecentes a um grupo, gera um padrão de deple¸cãodo l´ıtio, que permite gerar um modelo (da Silva et al., 2009) qualitativo para se obter idades de associa¸cões estelares. Para que o propósitodeste trabalho fosse alcan¸cado, foram utilizados os bancos de dados de objetos jovens existentes em associa¸cões com idades bem determinadas de Torres et al. (2008), e o catálogo DAML de Dias et al. 2002 de aglomerados abertos. A sele¸cão dos dados para cada satéliteproduziu resultados bem diferentes. Para o CoRoT, a análisedo banco de dados de associa¸cõesretornou resultados com uma associa¸cão no centro galáctico e outra de ∼ 70 Manos no anti-centro; por outro lado, no campo do Kepler, não se encontrou objetos jovens que possibilitassem atender os objetivos deste trabalho. Na análisedo catálogo DAML de aglomerados abertos, surgiram muitos candidatos- alvo para observa¸cões. Para o CoRoT, foi poss´ıvel concluir que os aglomerados NGC 2244 de 7,87 Manos, NGC 2264 de 8,99 Manos, Collinder 107 de 10 Manos, Collinder 96 de 10,74 Manos, e NGC 2302 de 12,02 Manos contêmalvos onde deve-se encontrar somente planetas gigantes gasosos em estágio inicial e/ou final de forma¸cão,de acordo com o cap´ıtulo1. Os aglomerados relativamente mais velhos, onde devem-se encontrar planetas rochosos e gasosos são: NGC 6755 de 52,36 Manos, Basel 1 de 78,16 Manos, NGC 6694 de 85,31 Manos, NGC 2186 de 54,70 Manos, NGC 2422 de 72,61 Manos e Bochum 3 de 77,62 Manos. Portanto a etapa de sele¸cão de alvos a serem observados pelo CoRoT foi feita, e com isso, os eventuais resultados observacionais servirão de teste para as escalas de tempo de forma¸cão planetária propostos nos modelos correntes (Zuckerman e Song, 2004b). Para o Kepler, não foi encontrado nenhum membro de aglomerado jovem observável em seu campo de visibilidade e seu intervalo de magnitudes. Abstract Current models of planetary formation suggest that the giant gaseous planets are formed in time scales of ∼ 10 Myr, less than the rocky ones, in time scales of ∼ 30 Myr (Zuckerman e Song, 2004b). A simple test of these models of formation it would look for planets around young stars of various ages: in younger systems it should not detect terrestrial objects, which only appear around stars relatively older. CoRoT and Kepler satellites, which are at full system of observations, have been discovering exoplanets by the method of transits, being able to detect Earth-size bodies. The goal of this work is to select young planetary systems of various ages to be observed by the two satellites, in order to test the time scales of formation of rocky and gaseous planets. To achieve this goal it was necessary to understand how age can be estimated for a group of stars (open cluster or association), using, for example, data on chemical abundances of lithium objects. This is possible because of the ease of lithium to be destroyed in the pre-main sequence, at temperatures above 2,5 106 K. A sample survey of the abundance of lithium as a function of temperature for stars belonging to a group, generates a lithium depletion pattern, which creates a qualitatively model (da Silva et al., 2009) to obtain ages of star associations. For the purpose of this study was reached, the databases of objects in youth associations with well-determined ages from Torres et al. (2008) was used, as well, the catalog DAML from Dias et al. 2002 of open clusters. The selection of data for each satellite has produced quite different results. For CoRoT, the analysis of the database of associations returned results with a association in the galactic center and another with ∼ 70 Myr in the anti- Galactic center, on the other hand, in the field of Kepler did not find young objects that would enable meet the goals of this work.. In the analysis of DAML catalog of open clusters have emerged many candidates tar- geted for observations. For the CoRoT was concluded that the clusters NGC 2244 of 7,87 Myr, NGC 2264 of 8,99 Myr, Collinder 107 of 10 Myr, Collinder 96 of 10,74 Myr, and NGC 2302 of 12,02 Myr contain targets where should be found only gas giant planets in the early stage and/or end of formation, in accordance with Chapter 1.

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