Desvendando o Tremor das Estrelas M
Astrônomos estudam a oscilação da velocidade radial pra encontrar planetas ao redor de anões M.
H. L. Ruh, M. Zechmeister, A. Reiners, E. Nagel, Y. Shan, C. Cifuentes, S. V. Jeffers, L. Tal-Or, V. J. S. Béjar, P. J. Amado, J. A. Caballero, A. Quirrenbach, I. Ribas, J. Aceituno, A. P. Hatzes, Th. Henning, A. Kaminski, D. Montes, J. C. Morales, P. Schöfer, A. Schweitzer, R. Varas
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Índice
Astrônomos tão na missão de encontrar planetas fora do nosso sistema solar, especialmente em torno de estrelas conhecidas como anãs M. Essas estrelas são relativamente pequenas e frias em comparação com o nosso Sol, tornando-as bem comuns no universo. Elas geralmente têm uma relação de massa favorável com seus planetas, o que ajuda na detecção desses corpos celestes.
Mas tem um porém. As anãs M costumam ser bastante ativas, emitindo diversos sinais que podem atrapalhar a busca por planetas. Essa atividade pode causar variações na luz que emitem, criando um tipo de ruído que pode esconder os sinais que indicam a presença de planetas. Esse ruído é conhecido como "jitters de velocidade radial".
O Que É Jitter de Velocidade Radial?
Jitter de velocidade radial é praticamente a teoria do caos das estrelas. Ele pode vir de duas fontes principais: os instrumentos que usamos para medir essas estrelas e as próprias estrelas. Quando os astrônomos medem a luz de uma estrela e procuram por planetas, eles querem ser o mais precisos possível. Mas se a estrela tá agitando, isso pode bagunçar as medições.
Imagina que você tá tentando tirar uma foto de um amigo que não para quieto. Mesmo que sua câmera seja top, um sujeito tremido vai estragar a foto. A mesma coisa serve para medir a luz das anãs M. O objetivo é descobrir o nível de jitter nessas estrelas pra não atrapalhar as buscas por novos planetas.
CARMENES
O ProjetoPra resolver esse quebra-cabeça cósmico, os astrônomos lançaram um projeto chamado CARMENES. Esse projeto usa tecnologia avançada pra observar anãs M e coletar dados sobre seus movimentos e características. A equipe do CARMENES estudou 239 anãs M e tentou determinar o nível médio de jitter de velocidade radial dessas estrelas.
Os resultados mostraram que, pra muitas dessas anãs M, o nível médio de jitter era cerca de 3.1. Pra estrelas que giram devagar, o jitter era ainda menor, em 2.3. O estudo também descobriu que o jitter tende a aumentar pra estrelas que giram mais rápido.
Por Que a Rotação Importa?
Você pode se perguntar: por que a rotação de uma estrela impacta seu jitter? Bem, pense assim: um pião girando é mais propenso a balançar do que um parado. Da mesma forma, quando uma estrela gira, características da superfície, como manchas e atividade magnética, podem mudar a forma como a vemos. A rotação rápida leva a mais atividade caótica, o que pode resultar em um jitter de velocidade radial maior.
Pra estrelas com certas velocidades de rotação, o jitter pode ser previsto com base em sua rotação. Os pesquisadores descobriram que as estrelas que giram mais devagar tendem a ter um “piso de jitter” de cerca de 2. Esse piso provavelmente surge de uma mistura de Atividade Estelar, ruído do instrumento, e até a presença de companheiros invisíveis.
Campos Magnéticos e Seu Impacto
Outro fator que entra na jogada é o Campo Magnético ao redor das estrelas. Esses campos são criados pelos processos internos das estrelas. Os pesquisadores descobriram que o campo magnético médio de uma estrela pode influenciar os níveis de jitter. Campos magnéticos mais fortes parecem diminuir algumas das variações causadas pela atividade da superfície.
Isso significa que o jitter não é só sobre quão rápido uma estrela está girando, mas também sobre quão forte é seu campo magnético. Os pesquisadores traçaram várias estrelas e descobriram que aquelas com mais atividade magnética geralmente mostraram mais jitter. É como uma festa maluca onde o DJ controla o volume – quanto mais alta a música (ou, nesse caso, o campo magnético), mais caótica a pista de dança (o jitter da estrela).
Companheiros Ocultos
Nessa dança cósmica, pode haver também companheiros ocultos que contribuem para o caos aparente. Muitas estrelas não são solitárias. Elas podem ter planetas ou até outras estrelas orbitando ao seu redor, o que pode aumentar a variabilidade medida. O projeto CARMENES também investigou se planetas invisíveis estavam por trás de parte do jitter e descobriu que uma fração das anãs M provavelmente abriga planetas.
Isso significa que mesmo se uma estrela parecer agitada, pode não ser só a atividade dela causando os problemas. Pode ser um planeta sorrateiro escondido nas sombras, tentando escapar da detecção!
O Que os Dados do CARMENES Revelaram
Coletando uma porção de dados, a equipe do CARMENES construiu uma imagem mais clara do jitter de velocidade radial nas anãs M. A pesquisa ajuda a esclarecer a relação entre rotação estelar, atividade magnética e níveis de jitter. Os achados são essenciais não só pra encontrar exoplanetas, mas também pra entender o que faz algumas estrelas funcionarem (ou jitterarem).
O projeto focou principalmente em anãs M de tipos iniciais e intermediários, que se alinham com os objetivos de descobrir planetas potencialmente habitáveis. Os dados estão disponíveis pra outros cientistas e entusiastas analisarem, oferecendo um recurso valioso pra estudos em andamento e futuros.
Conclusão: O Caminho à Frente
Essa pesquisa abre portas pra buscas mais precisas por planetas em torno das anãs M. À medida que os astrônomos refinam suas técnicas e entendem as fontes de jitter, encontrar planetas semelhantes à Terra fora do nosso sistema solar pode se tornar mais viável. Com novas ferramentas e conhecimento, a jornada continua, e quem sabe que descobertas emocionantes nos aguardam no vasto universo?
Então, da próxima vez que você olhar pras estrelas, lembre-se que por trás das luzes cintilantes, muita coisa tá rolando. Não são só as estrelas brilhando; elas tão dançando, girando e talvez escondendo alguns segredos em seus movimentos agitados. A ciência é uma verdadeira aventura cósmica!
Fonte original
Título: The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. The impact of rotation and magnetic fields on the radial velocity jitter in cool stars
Resumo: Radial velocity (RV) jitter represents an intrinsic limitation on the precision of Doppler searches for exoplanets that can originate from both instrumental and astrophysical sources. We aim to determine the RV jitter floor in M dwarfs and investigate the stellar properties that lead to RV jitter induced by stellar activity. We determined the RV jitter in 239 M dwarfs from the CARMENES survey that are predominantly of mid to late spectral type and solar metallicity. We also investigated the correlation between stellar rotation and magnetic fields with RV jitter. The median jitter in the CARMENES sample is 3.1 m/s, and it is 2.3 m/s for stars with an upper limit of 2 km/s on their projected rotation velocities. We provide a relation between the stellar equatorial rotation velocity and RV jitter in M dwarfs based on a subsample of 129 well-characterized CARMENES stars. RV jitter induced by stellar rotation dominates for stars with equatorial rotation velocities greater than 1 km/s. A jitter floor of 2 m/s dominates in stars with equatorial rotation velocities below 1 km/s. This jitter floor likely contains contributions from stellar jitter, instrumental jitter, and undetected companions. We study the impact of the average magnetic field and the distributions of magnetic filling factors on the RV jitter. We find a series of stars with excess RV jitter and distinctive distributions of magnetic filling factors. These stars are characterized by a dominant magnetic field component between 2-4 kG. An RV jitter floor can be distinguished from RV jitter induced by activity and rotation based on the stellar equatorial rotation velocity. RV jitter induced by activity and rotation primarily depends on the equatorial rotation velocity. This RV jitter is also related to the distribution of magnetic filling factors, and this emphasizes the role of the magnetic field in the generation of RV jitter.
Autores: H. L. Ruh, M. Zechmeister, A. Reiners, E. Nagel, Y. Shan, C. Cifuentes, S. V. Jeffers, L. Tal-Or, V. J. S. Béjar, P. J. Amado, J. A. Caballero, A. Quirrenbach, I. Ribas, J. Aceituno, A. P. Hatzes, Th. Henning, A. Kaminski, D. Montes, J. C. Morales, P. Schöfer, A. Schweitzer, R. Varas
Última atualização: 2024-12-10 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2412.07691
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.07691
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
Obrigado ao arxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.
Ligações de referência
- https://sharelatex.gwdg.de/project/620bb144d0e70d008e167c64/detacher
- https://carmenes.caha.es/
- https://carmenes.cab.inta-csic.es/gto/jsp/dr1Public.jsp
- https://github.com/mzechmeister/python/blob/master/wstat.py
- https://carmenes.cab.inta-csic.es/gto/jsp/reinersetal2022.jsp
- https://cdsweb.u-strasbg.fr/cgi-bin/qcat?J/A+A/