SOBRE A ROTACÃO ESTELAR E AS ARQUITETURAS ORBITAIS DE SISTEMAS ESTRELA-PLANETA
Rotação – Exoplanetas – Período Orbital – Sincronização -- Escassez
Desde a descoberta do primeiro planeta extrassolar por Mayor & Queloz (1995) em 1995, mais de 5000 exoplanetas já foram detectados e confirmados. Naturalmente, surgiram muitos questionamentos sobre como a presença desses planetas influencia na atividade de suas respectivas estrelas hospedeiras. Hoje, sabemos que essa interação-estrela planeta pode se apresentar num contexto magnético e gravitacional, influenciando fortemente a configuração orbital do sistema e sincronizando o período de rotação estelar e o período orbital planetário, tudo isso reflete na habitabilidade desses mundos. Nesse contexto, realizamos um estudo sobre relação entre a rotação estelar e a configuração orbital de sistemas estrela-planeta, focando em dois casos científicos.
O primeiro deles trata de uma escassez de planetas orbitando próximos a estrelas de rotação rápida, que foi proposta há pouco mais de uma década atrás. De acordo com essa visão, apenas estrelas com Prot > 5 - 10 dias hospedariam planetas com Porb < 3 dias. Para investigar este caso, dispomos de uma amostra mais completa e refinada, composta de 1013 estrelas da sequência principal, provindas das bases de dados das missões Kepler e TESS e com medidas de períodos de rotação, comportando planetas confirmados e candidatos a planetas, onde foi considerado o planeta mais próximo de cada estrela. Demonstramos então, através de dados observacionais, que a suposta escassez de planetas próximos a estrelas de rotação rápida tende a desaparecer, sugerindo que os resultados anteriores podem ser fruto de uma limitação de amostra. Testes estatísticos de Anderson-Darling e Kolmogorov-Smirnov reiteram nossos resultados, mostrando que, conforme aumentamos a amostra, a distribuição de planetas próximos a estrelas de rotação rápida torna-se praticamente indistinguível da de planetas próximos a estrelas de rotação lenta.
Já no segundo caso científico, realizamos um estudo estatístico a respeito dos regimes de sincronização em sistemas estrela-planeta, através do comportamento da razão Porb/Prot em relação ao período orbital. Para isso, selecionamos uma amostra de 1055 estrelas da sequência principal, composta das 1013 estrelas da primeira parte dos resultados e 42 TOIs adicionais. Definimos para cada sistema estrela-planeta o estado síncrono como sendo aquele em que Porb/Prot = 1 +- 0.1, subsíncrono onde Porb/Prot < 0.9 e supersíncrono onde Porb/Prot > 1.1.
Nossos resultados evidenciam a existência de três regiões que caracterizam os regimes de sincronização, a primeira com sistemas subsíncronos e síncronos (Porb <= 2 dias), a segunda com os três regimes, subsíncrono, síncrono e supersíncrono, mas ainda dominada por subsíncronos (2 Porb <= 40 dias) e uma terceira onde sistemas supersíncronos são completamente dominantes (Porb > 40 dias), o que mostra um quadro diferente do que ocorre em sistemas de binárias eclipsantes, que se apresentam, em sua maioria, em regime síncrono. Além disso, ao cruzarmos nossa amostra com um modelo climático global (Leconte (2015)), nossos resultados sugerem que planetas em um estado de equilíbrio de rotação assíncrona, mais especificamente em regime supersíncrono e localizados na zona habitável, oferecem as melhores condições para habitabilidade.