Pianeti in evaporazione. Pubblicato su A&A lo studio: “Photo-evaporation of close-in gas giants orbiting around G and M stars” di D. Locci (INAF-OAPA)
Molte stelle sono caratterizzate da un’attività magnetica che si manifesta in un’intensa emissione di raggi X e UV. Questa emissione è variabile nel tempo, sia perchè l’attività magnetica che la produce varia su tempi scala brevi, sia perchè essa diminuisce durante l’evoluzione delle stelle. Ad esempio, stelle di tipo solare di pre-sequenza principale (ossia con un’età di poche decine di milioni di anni) sono migliaia di volte più brillanti ai raggi X di stelle analoghe, ma in sequenza principale (con un’età di qualche miliardo di anni). Questa radiazione può avere un impatto importante sul”ambiente circostante. I raggi X ed UV, infatti, possono sia ionizzare che dissociare il gas vicino alla stella, riscaldandolo fino a diverse migliaia di gradi.
Tra i quasi 4000 esopianeti confermati fino ad oggi, molti appartengono alla classe dei Gioviani Caldi, ossia giganti gassosi che orbitano a distanza molto ravvicinata dalla loro stella (con un periodo orbitale minore di 10 giorni). L’atmosfera di gioviani caldi che orbitano attorno stelle caratterizzate da un’intensa attività magnetica può venire quindi irraggiata da una significativa emissione di raggi X ed UV. Questo è più frequente attorno stelle giovani e più attive. Questa radiazione incidente riscalda l’atmosfera dei pianeti, che per agitazione termica comincia ad evaporare (fotoevaporazione). In alcuni gioviani caldi sono infatti state osservate evidenze spettroscopiche di gas caldo in evaporazione.
Nello studio: “Photo-evaporation of close-in gas giants orbiting around G and M stars” di D. Locci (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo), recentemente pubblicato da Astronomy & Astrophysics, il problema della foto-evaporazione dei pianeti gassosi è trattato con un approccio modellistico. Gli autori di questo studio hanno infatti realizzato dei modelli di pianeti gassosi giganti in fotoevaporazione a causa di flussi incidenti di radiazione X e UV tipici di stelle di tipo spettrale G e M, seguendo l’evoluzione dei pianeti finchè essi raggiungono una configurazione di massa e raggio di equilibrio. Partendo da una distribuzione piatta di masse planetarie, queste simulazioni mostrano che l’evoluzione di una frazione significativa di pianeti è fortemente influenzata dal processo di foto-evaporazione. In particolare, il 4% e 2% dei pianeti orbitanti attorno stelle di tipo G e M, rispettivamente, viene completamente disperso nel primo miliardo di anni, ed un restante 1% (attorno stelle di tipo G) e 2% (stelle M) perde una parte importante della sua atmosfera. La distribuzione di massa dei pianeti viene quindi distorta durante l’evoluzione delle stelle e dei pianeti, per cui la frequenza di pianeti con una massa tra 0.2 e 2 masse gioviane è significativamente maggiore attorno stelle giovani (con pianeti ancora scarsamente influenzati dalla fotoevaporazione) che attorno stelle vecchie. Allo studio hanno partecipato anche gli astronomi G. Micela e C. Cecchi-Pestellini di INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.
L’immagine (link) mostra la distribuzione di massa dei pianeti iniziale (blu), e quella ad equilibrio raggiunto, separatamente per pianeti attorno stelle M (rosso) e stelle G (verde).
