Cuatro planetas recién nacidos fueron horneados por su joven sol

Un examen de la joven estrella V1298 Tau, de apenas 25 millones de años de edad, ha revelado que su intensa redacción vaporizó en el pasado las atmósferas de cuatro planetas recién nacidos en su órbita.

Los planetas más internos podrían haberse evaporarado hasta sus núcleos rocosos, de modo que no quede atmósfera, según la investigación liderada por el Instituto Leibniz de Astrofísica Potsdam (AIP), que publica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Los exoplanetas jóvenes viven en un ambiente de alto riesgo: su sol produce una gran cantidad de radiación energética de rayos X, típicamente de 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 hervirlas.

La cantidad de atmósfera de un exoplaneta que se evapora con el tiempo depende de las propiedades del planeta: su masa, densidad y qué tan cerca 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 último estudio.

El recientemente descubierto sistema de cuatro planetas alrededor del joven sol V1298 Tau es un banco de pruebas perfecto para esta pregunta. La estrella central es aproximadamente del mismo tamaño que nuestro sol. Sin embargo, solo tiene 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 lejos.

"Observamos el espectro de rayos X de la estrella con el telescopio espacial Chandra para tener una idea de cuán fuertemente se irradian las atmósferas planetarias", explica Katja Poppenhäger, la autora principal del estudio. Los científicos determinaron los posibles destinos de los cuatro exoplanetas.

A medida que el sistema estrella-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 gira, 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 lentamente, mientras que el planeta más externo seguirá siendo un gigante gaseoso.

"Para el tercer planeta, realmente depende de qué tan pesado sea, lo 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 difícil", explica el coautor Matthias Mallonn, quien ha actualizado las propiedades de tránsito del sistema utilizando observaciones con el telescopio STELLA terrestre 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.