I pianeti di V1298 Tau stanno evaporando?

La ricerca di esopianeti attorno alle stelle giovani è di grande importanza per lo studio del processo di formazione planetaria e delle prime fasi evolutive dei pianeti. Il disco di gas e polveri da cui i pianeti si formano, infatti, ha una vita media di pochi milioni di anni, durante i quali i pianeti giovani interagiscono con il materiale in orbita attorno alla stella, innescando importanti fenomeni quali la migrazione planetaria. Inoltre, le stelle giovani sono caratterizzate da una forte emissione di raggi X ed UV, prodotti principalmente da un’intensa attività coronale. Questa radiazione energetica incidente sul pianeta ionizza e dissocia le molecole di gas nella sua atmosfera, portando ad un aumento della temperatura ed ad un’espansione dell’atmosfera che, nei casi più estremi, può evaporare (processo di fotoevaporazione).

 

Durante la sua missione estesa K2, il satellite della NASA Kepler ha identificato un ricco sistema planetario orbitante attorno alla stella V1298 Tau, una stella di classe spettrale K1 con un’età compresa tra 7 e 11 milioni di anni, appartenente all’associazione stellare Group 29 nel Toro. Il sistema planetario è composto da due pianeti Nettuniani (i pianeti “c” e “d”), un Gioviano (“b”) ed un pianeta dalle dimensioni simili a quelle di Saturno (“e”). Secondo misure recenti basate su osservazioni spettroscopiche, i due pianeti esterni (b ed e) hanno una massa di circa 370 e 200 masse terrestri, mentre per i due pianeti interni è stato possibile calcolare un limite superiore alla massa, pari a 76 e 99 masse terrestri. Dal rapporto tra massa e raggio, alcuni autori hanno suggerito che questi pianeti possano essere “rigonfiati” a causa del riscaldamento dovuto all’intensa radiazione energetica proveniente dalla stella.

 

Con l’intento di misurare il flusso di radiazione ai raggi X emesso da V1298 Tau e la sua variabilità su scale temporali brevi, il team di ricercatori guidato da A. Maggio (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo) ha ottenuto ed analizzato osservazioni della stella con il satellite XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea. L’analisi ha evidenziato emissione da plasma coronale con temperature comprese tra 3 e 16 milioni di gradi, ed una luminosità in raggi X pari a 1.7×1030 erg/sec (ossia 100-1000 volte più luminosa del Sole). Da questi risultati, e da specifici modelli evolutivi, è stato possibile stimare il flusso di radiazione stellare in raggi X incidente sui quattro pianeti durante la futura evoluzione della stella. Quindi, dai risultati di modelli idrodinamici di atmosfere irradiate esternamente, i ricercatori hanno concluso che i pianeti più esterni del sistema non saranno interessati dal processo di fotoevaporazione, mentre i due pianeti più interni potrebbero perdere una frazione significativa della loro atmosfera solo nel caso in cui la loro massa sia minore di 40 masse terrestri, perdendola completamente se invece è minore di 20 masse terrestri. Lo studio è descritto nell’articolo: “New Constraints on the Future Evaporation of the Young Exoplanets in the V1298 Tau System“, recentemente pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal. Tra i coautori dello studio, figurano anche D. Locci, I. Pillitteri, S. Benatti, e G. Micela dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.

 

La figura (cliccare qui per visualizzare l’immagine interamente) mostra l’osservazione XMM-Newton di V1298 Tau analizzata in questo studio. Nello stesso campo sono osservate la stella HD 284154, che potrebbe formare un sistema binario largo con V1298 Tau, ed una candidata stella giovane.

 

Mario Giuseppe Guarcello  ( segui mguarce) ( youtube)

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