Estudo estatístico de exoplanetas ao redor de sistemas estelares múltiplos Em busca de um possível input à construção de um cenário dinâmico

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1 Estudo estatístico de exoplanetas ao redor de sistemas estelares múltiplos Em busca de um possível input à construção de um cenário dinâmico Elielson Soares Pereira Tópicos Avançados em Tratamento Estatístico de Dados em Física Experimental Prof. Zwinglio Guimarães Filho

2 Orientadores do Doutorado?? o ic fís Tatiana Michtchenko IAG/USP (Orientadora) As (T tro eo no ria m /M ia D od in el âm ag i em ca ) tro As Dr Leonardo A. Almeida - UFRN (Co-Orientador) i ac v er bs O l a on

3 Sumário 1 - Introdução Motivação Objetivos Gerais Objetivos no Contexto da Disciplina 2 - Análises Preliminares (Seleção dos dados) Catálogos 3 - Referências

4 1 - Introdução Motivação Uma das mais produtivas vertentes da Astronomia Moderna é a área de Exoplanetas; Esta área é responsável pelo estudo de planetas que orbitam outras estrelas para além do Sol (Sistema Solar); Os estudos de sistemas de planetas extrassolares são importantes para se entender como os mesmos se formam de uma maneira geral.

5 1 - Introdução Motivação O primeiro exoplaneta descoberto foi PSRB b, ao redor de um pulsar [Wolsczan & Frail, 1992] e o primeiro ao redor de uma estrela de sequência principal foi o 51 Pegasi b [Mayor & Queloz, 1995]; Até 28/11/17, ao longo de cerca de 25 anos, foram confirmados 3504*, dos quais formam 2657* sistemas planetários (75.83%), dos quais 134* sistemas binários (5.07%) *

6 1 - Introdução Motivação No entanto, é sabido atualmente que cerca de (50 60%) de todas as estrelas do céu são, na verdade, componentes de sistemas múltiplos (maioria binários) constituídos de duas ou mais estrelas orbitando um centro de massa comum, ou seja, não estão isoladas como é o caso do nosso Sol [Han, Z. et al, 2007]. Essa taxa aumenta atingindo quase 100% para os sistemas binários de alta massa [Sana, H. et al, 2012; 2014].

7 1 - Introdução Motivação Configurações orbitais Binário de estrelas): possíveis (Sistema

8 1 - Introdução Motivação Configurações orbitais Triplo de estrelas): possíveis (Sistema

9 1 - Introdução Motivação Configurações orbitais possíveis Duplo de estrelas binárias): (Sistema

10 1 - Introdução Motivação Então, onde estão tais planetas, já que até então não se tem nenhum mecanismo preferencial de formação planetária??? Viés observacional???

11 1 - Introdução Motivação Resposta: Sim! Há um viés observacional e já é muito bem conhecido*!!!

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13 TRAPPIST-1, Luas de Júpiter e Sistema Solar (em escala!!!)

14 Sistema GLIESE 667 Trata-se de um sistema Triplo de estrelas, com 7 planetas descobertos via Método de Velocidade Radial (GRUPO 21) -> má determinação de raio, mas, com massa projetada ou massa mínima bem determinada, etc...

15 Sistema Kepler 444 Trata-se também de um sistema estelar Triplo, com 5 planetas descobertos via Método do Trânsito Exoplanetário -> ótima determinação do raio, porém, não fornece os valores de massa individual, etc...

16 QS Vir (Objeto específico do projeto de Doutorado) Trata-se de um sistema estelar duplo, com 2 possíveis corpos circumbinários sugeridos via Método de Variação dos Instantes de Eclipse-> Determinação via MCMC para todos os elementos orbitais.

17 Método de Detecção: Variação dos Instantes de Eclipse ou Trânsito Credit: NASA/Kepler Mission.

18 1 - Introdução Objetivos Gerais Entender como ocorre a formação planetária ao redor de sistemas binários. Seria da mesma forma (clássica) que em estrelas isoladas? Como se dá a evolução dinâmica e astrofísica do sistema como um todo? Os planetas são capazes de sobreviver a evolução da binária (fase dramática de troca de matéria)? Existem (ou) não uma segunda geração de planetas após a ejeção de material de uma (ou das) componente(s) do sistema binário?

19 1 - Introdução Objetivos no Contexto da Disciplina Realizar um estudo estatístico rigoroso acerca de sistemas de exoplanetas ao redor de estrelas múltiplas com o intuito de definir inputs aos códigos de dinâmica; No contexto dessa disciplina descobrir a maneira adequada de lidar com incertezas assimétricas.

20 2 - Análises Preliminares (Seleção dos Dados) Catálogos Para este trabalho utilizarei 3 bases de dados onde irei analisar a auto consistência ou concordância entre os mesmos tanto no que tange os valores em si quanto incertezas associadas às medidas; 1. Open Exoplanet Catalogue (Base de dados open source database de todos os exoplanetas descobertos); 2. CATALOGUE OF EXOPLANETS IN BINARY STAR SYSTEMS (Base de mantida por Richard Schwarz desde 2016, de sistemas com planetas em sistemas com mais de duas estrelas!!!); 3. Exoplanet.eu (Uma base de dados que é atualizada diariamente).

21 2 - Análises Preliminares (Seleção dos Dados) Catálogos O primeiro e o terceiro catálogo apresentam ferramentas diretas de obtenção de diagramas e distribuições gerais dos parâmetros orbitais, físicos, etc e são interligados, de tal forma que os dados são coerentes entre si (uniformidade); O segundo catálogo não possui barras de erros, mas, o ( renomado e respeitado ) pesquisador que mantém o site é extremamente rigoroso quanto à confiabilidade dos dados, confirmação ou não de tais exoplanetas (falsos positivos);??

22 2 - Análises Preliminares (Seleção dos Dados) Catálogos No primeiro e no terceiro catálogo é comum observar dados com erros assimétricos (as quais não sei trabalhar, assim, preciso aprender a lidar com este aspecto em ajustes propagação de incertezas, testes estatísticos, etc Ou seja, descobrir a maneira adequada de abordar tal problema);

23 2 - Análises Preliminares (Seleção dos Dados) Catálogos Pesquisando na literatura, encontrei artigos*** que dão sugestão de tratamentos abordagens, etc, que podem ser adotadas nos casos em que forem importantes e necessários. Possível saída!!! ***

24 2 - Análises Preliminares (Seleção dos Dados) Catálogos

25 2 - Análises Preliminares (Seleção dos Dados) Catálogos A realização de testes estatísticos, propagação de incertezas, entre outras tarefas, podem ser extremamente complicadas de se fazer os dados possuem barras de erros assimétricos.

26 3 - Referências [1] Wolszczan, A., & Frail, D. A. 1992, Nature, 355, 145. [2] Mayor, M., & Queloz, D. 1995, Nature, 378, 355. [3] Han, Z., Podsiadlowski, P., & Lynas-Gray, A. E. 2007, MNRAS, 380, [4] Sana, H., de Mink, S. E., de Koter, A., et al. 2012, Science, 337, 444. [5] Sana, H., Le Bouquin, J.-B., Lacour, S., et al. 2014, APJ, 215, 15