Científicos del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP) examinaron el destino de la joven estrella V1298 Tau y sus cuatro exoplanetas en órbita. Los resultados muestran que estos planetas recién nacidos son quemados por la intensa radiación de rayos X de su joven sol, lo que conduce a la vaporización de las atmósferas de estos planetas. Los planetas más internos podrían evaporarse hasta sus núcleos rocosos, para que no quede atmósfera.

Los exoplanetas jóvenes viven en un entorno de alto riesgo:su sol produce una gran cantidad de energía de radiación de rayos X, típicamente 1000 a 10, 000 veces más que nuestro propio sol. Esta radiación de rayos X puede calentar las atmósferas de los exoplanetas y, a veces, incluso evaporarlas. La cantidad de atmósfera de un exoplaneta que se evapora con el tiempo depende de las propiedades del planeta:su masa, densidad, y lo cerca que está de su estrella. Pero, ¿cuánto puede influir la estrella en lo que sucede durante miles de millones de años? Esta es una pregunta que los astrónomos de la AIP decidieron abordar en su artículo más reciente.

El sistema de cuatro planetas recientemente descubierto alrededor del joven sol V1298 Tau es un banco de pruebas perfecto para esta pregunta. La estrella central tiene aproximadamente el mismo tamaño que nuestro sol. Sin embargo, tiene solo unos 25 millones de años, que es mucho más joven que nuestro sol con sus 4.600 millones de años. Alberga dos planetas más pequeños en órbita cercana, aproximadamente del tamaño de Neptuno, más dos planetas del tamaño de Saturno más alejados. "Observamos el espectro de rayos X de la estrella con el telescopio espacial Chandra para tener una idea de la intensidad con la que se irradian las atmósferas planetarias, "explica Katja Poppenhäger, el autor principal del estudio. Los científicos determinaron el posible destino de los cuatro exoplanetas.

A medida que el sistema estelar-planeta envejece, la rotación de la estrella se ralentiza. La rotación es el impulsor del magnetismo de la estrella y la emisión de rayos X, por lo que una rotación más lenta va de la mano con una emisión de rayos X más débil. "La evaporación de los exoplanetas depende de si la estrella gira hacia abajo rápida o lentamente durante los próximos mil millones de años, cuanto más rápido es el giro hacia abajo, menos atmósfera se pierde, "dice la estudiante de doctorado y coautora Laura Ketzer, quien desarrolló un código disponible públicamente para calcular cómo evolucionan los planetas con el tiempo.

Los cálculos muestran que los dos planetas más internos del sistema pueden perder sus atmósferas de gas por completo y convertirse en núcleos rocosos si la estrella gira hacia abajo lentamente. mientras que el planeta más externo seguirá siendo un gigante gaseoso. "Para el tercer planeta, realmente depende de lo pesado que sea, que aún no sabemos. Medir el tamaño de los exoplanetas con la técnica de tránsito funciona bien, pero determinar las masas planetarias es mucho más desafiante, "explica el coautor Matthias Mallonn, que ha actualizado las propiedades de tránsito del sistema utilizando observaciones con el telescopio terrestre STELLA de AIP.

"Las observaciones de rayos X de estrellas con planetas son una pieza clave del rompecabezas para que aprendamos sobre la evolución a largo plazo de las atmósferas exoplanetarias, ", concluye Katja Poppenhäger." Estoy particularmente entusiasmada con las posibilidades que obtendremos a través de las observaciones de rayos X con eROSITA en los próximos años ". El telescopio de rayos X eROSITA, que ha sido desarrollado en parte por la AIP, está realizando observaciones de todo el cielo y producirá propiedades de rayos X para cientos de estrellas anfitrionas de exoplanetas.