Simulação da detecção de exoplanetas pelo método do trânsito utilizando o pêndulo cônico e o smartphone

Abstract

Resumo Este trabalho consiste em um experimento didático cujo objetivo é simular uma observação de exoplanetas por meio da detecção da variação da iluminância da estrela hospedeira. Para isso, utilizamos a técnica que detecta o efeito da sombra do exoplaneta quando esse transita diante de sua estrela hospedeira, conhecida como “método do trânsito”. Essa técnica é baseada na redução do brilho de uma estrela quando o exoplaneta transita na sua frente percorrendo o seu disco, que funciona com uma pequena porcentagem de planetas cujos planos orbitais estejam alinhados com a linha de visão do observador. Nesta proposta didática, uma lâmpada faz papel da estrela hospedeira, uma esfera construída em papel-alumínio representa o exoplaneta a ser observado e o detector de iluminância é o luxímetro embutido em um smartphone. Para representar a órbita do exoplaneta, um pêndulo cônico foi construído sendo seu prumo a esfera de papel-alumínio. Os resultados da variação da iluminância são obtidos via aplicativo phyphox e interpretados à luz do modelo teórico utilizado no método do trânsito.Abstract This work consists of a didactic experiment which aims to simulate the observation of exoplanets by detecting the variation in the illuminace of light from the host star. For this, we use the technique that detect the effect of the exoplanet's shadow when it transits in front of its host star, known as the “transit method”. This technique is based on reducing the brightness of a star when the exoplanet transits in front of its disk, which works with a small percentage of planets whose orbital planes are aligned with the observer's line of sight. In this didactic proposal, a lamp plays the role of the host star, a sphere made of aluminum foil represents the exoplanet to be observed and the illuminance intensity detector is the luxmeter built into a smartphone. To represent the exoplanet's orbit, a conical pendulum was built being its bob the aluminum foil sphere. The results of the variation of illuminance are obtained via the phyphox app and interpreted considering the theoretical model used in the transit method.