Cientistas do Instituto Leibniz de Astrofísica Potsdam (AIP) examinaram o destino da jovem estrela V1298 Tau e seus quatro exoplanetas em órbita. Os resultados mostram que esses planetas recém-nascidos são torrados pela intensa radiação de raios-X de seu jovem sol, o que leva à vaporização das atmosferas desses planetas. Os planetas mais internos podem ser evaporados até seus núcleos rochosos, para que não haja mais atmosfera.

Jovens exoplanetas vivem em um ambiente de alto risco:seu sol produz uma grande quantidade de radiação energética de raios-X, normalmente 1000 a 10, 000 vezes mais do que o nosso próprio sol. Essa radiação de raios-X pode aquecer a atmosfera de exoplanetas e às vezes até fervê-los. Quanto da atmosfera de um exoplaneta evapora ao longo do tempo depende das propriedades do planeta - sua massa, densidade, e quão perto está de sua estrela. Mas quanto pode a estrela influenciar o que acontece ao longo de bilhões de anos? Esta é uma questão que os astrônomos da AIP escolheram abordar em seu mais novo artigo.

O recém-descoberto sistema de quatro planetas em torno do jovem Sol V1298 Tau é um teste perfeito para esta questão. A estrela central tem quase o mesmo tamanho do nosso sol. Contudo, tem apenas cerca de 25 milhões de anos, que é muito mais jovem que o nosso Sol com seus 4,6 bilhões de anos. Ele hospeda dois planetas menores em órbita próxima - aproximadamente do tamanho de Netuno - mais dois planetas do tamanho de Saturno mais distantes. "Observamos o espectro de raios-X da estrela com o telescópio espacial Chandra para ter uma ideia da intensidade com que as atmosferas planetárias são irradiadas, "explica Katja Poppenhäger, o principal autor do estudo. Os cientistas determinaram os possíveis destinos dos quatro exoplanetas.

À medida que o sistema estrela-planeta envelhece, a rotação da estrela diminui. A rotação é o motor do magnetismo da estrela e da emissão de raios-X, portanto, uma rotação mais lenta anda de mãos dadas com uma emissão de raios-X mais fraca. "A evaporação dos exoplanetas depende se a estrela gira rapidamente ou lentamente ao longo do próximo bilhão de anos - quanto mais rápido o spin-down, menos atmosfera é perdida, "diz a aluna de doutorado e co-autora Laura Ketzer, que desenvolveu um código publicamente disponível para calcular como os planetas evoluem ao longo do tempo.

Os cálculos mostram que os dois planetas mais internos do sistema podem perder suas atmosferas gasosas completamente e se tornar núcleos rochosos se a estrela girar lentamente, enquanto o planeta mais externo continuará a ser um gigante gasoso. "Para o terceiro planeta, realmente depende de quão pesado é, que ainda não sabemos. Medir o tamanho dos exoplanetas com a técnica de trânsito funciona bem, mas determinar as massas planetárias é muito mais desafiador, "explica o co-autor Matthias Mallonn, que atualizou as propriedades de trânsito do sistema usando observações com o telescópio STELLA baseado em terra do AIP.

"As observações de raios-X de estrelas com planetas são uma peça chave do quebra-cabeça para aprendermos sobre a evolução de longo prazo das atmosferas exoplanetárias, "conclui Katja Poppenhäger." Estou particularmente entusiasmado com as possibilidades que obteremos por meio de observações de raios-X com a eROSITA nos próximos anos. "O telescópio de raios-X eROSITA, que foi desenvolvido em parte pelo AIP, está realizando observações de todo o céu e produzirá propriedades de raios-X para centenas de estrelas hospedeiras de exoplanetas.