Gli scienziati del Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) hanno esaminato il destino della giovane stella V1298 Tau e dei suoi quattro esopianeti orbitanti. I risultati mostrano che questi pianeti appena nati sono arrostiti dall'intensa radiazione di raggi X del loro giovane sole, che porta alla vaporizzazione delle atmosfere di questi pianeti. I pianeti più interni potrebbero essere evaporati fino ai loro nuclei rocciosi, in modo che non ci sia più atmosfera.

I giovani esopianeti vivono in un ambiente ad alto rischio:il loro sole produce una grande quantità di radiazioni energetiche a raggi X, tipicamente da 1000 a 10, 000 volte di più del nostro sole. Questa radiazione a raggi X può riscaldare le atmosfere degli esopianeti e talvolta persino farli evaporare. La quantità di atmosfera di un esopianeta evapora nel tempo dipende dalle proprietà del pianeta:la sua massa, densità, e quanto è vicino alla sua stella. Ma quanto può la stella influenzare ciò che accade nel corso di miliardi di anni? Questa è una domanda che gli astronomi dell'AIP hanno scelto di affrontare nel loro ultimo articolo.

Il sistema di quattro pianeti scoperto di recente attorno al giovane sole V1298 Tau è un banco di prova perfetto per questa domanda. La stella centrale ha circa le stesse dimensioni del nostro sole. Però, ha solo circa 25 milioni di anni, che è molto più giovane del nostro sole con i suoi 4,6 miliardi di anni. Ospita due pianeti più piccoli in orbita ravvicinata, all'incirca delle dimensioni di Nettuno, più due pianeti più lontani delle dimensioni di Saturno. "Abbiamo osservato lo spettro dei raggi X della stella con il telescopio spaziale Chandra per avere un'idea di quanto fortemente siano irradiate le atmosfere planetarie, " spiega Katja Poppenhäger, l'autore principale dello studio. Gli scienziati hanno determinato i possibili destini dei quattro esopianeti.

Man mano che il sistema stella-pianeta invecchia, la rotazione della stella rallenta. La rotazione è il driver per il magnetismo della stella e l'emissione di raggi X, quindi una rotazione più lenta va di pari passo con un'emissione di raggi X più debole. "L'evaporazione degli esopianeti dipende dal fatto che la stella si riduca rapidamente o lentamente nel prossimo miliardo di anni:più veloce è la rotazione, meno atmosfera si perde, " dice la dottoranda e coautrice Laura Ketzer, che ha sviluppato un codice pubblicamente disponibile per calcolare come i pianeti si evolvono nel tempo.

I calcoli mostrano che i due pianeti più interni del sistema possono perdere completamente le loro atmosfere gassose e diventare nuclei rocciosi se la stella ruota lentamente verso il basso, mentre il pianeta più esterno continuerà ad essere un gigante gassoso. "Per il terzo pianeta, dipende molto da quanto è pesante, che ancora non sappiamo. Misurare le dimensioni degli esopianeti con la tecnica del transito funziona bene, ma determinare le masse planetarie è molto più impegnativo, " spiega il coautore Matthias Mallonn, che ha aggiornato le proprietà di transito del sistema utilizzando le osservazioni con il telescopio terrestre STELLA di AIP.

"Le osservazioni a raggi X delle stelle con i pianeti sono un pezzo chiave del puzzle per noi per conoscere l'evoluzione a lungo termine delle atmosfere esoplanetarie, " conclude Katja Poppenhäger. "Sono particolarmente entusiasta delle possibilità che avremo attraverso le osservazioni a raggi X con eROSITA nei prossimi anni." Il telescopio a raggi X eROSITA, che è stato sviluppato in parte dall'AIP, sta conducendo osservazioni dell'intero cielo e fornirà proprietà dei raggi X per centinaia di stelle ospiti di esopianeti.