Os segredos por trás da formação de super-Terras e exoplanetas subnetunianos foram revelados através do estudo de quatro planetas jovens em evaporação.
cerca de 350 anos-luz Muito, muito longe, o sistema V1298 Tau apresenta um bebê sol-como Estrelacom apenas 23 milhões de anos, consiste em quatro planetas orbitando muito próximos da sua estrela, todos em trânsito. Os astrônomos Erik Petigura, da UCLA, e Trevor David, do Flatiron Institute, em Nova York, usaram dados de Telescópio espacial KeplerNa missão K2, os quatro planetas são todos muito grandes, com raios variando de 5 a 10 vezes Terra.
Super-Terras são planetas rochosos maiores e mais massivos que o nosso próprio planeta. Sub-Netuno é um mundo parcialmente gasoso, menor que Netuno. Estes dois tipos de planetas são de longe as classes mais comuns de planetas descobertos por caçadores de exoplanetas. (Planetas menores que a Terra podem de fato ser mais comuns, mas são mais difíceis de detectar, por isso ainda não descobrimos tantos.) Curiosamente, nosso planeta sistema solar Não contendo nem uma super-Terra nem um subNetuno, os astrônomos não sabem por que falta um de seus planetas comuns em nosso sistema solar ou como tal mundo poderia ter se formado.
É por isso que a observação do V1298 Tau é um grande passo em frente. Quando um planeta transita ou passa em frente da sua estrela hospedeira, bloqueia parte da luz da estrela. A quantidade de luz que bloqueia nos diz o raio do planeta. A frequência com que vemos o trânsito de um planeta nos diz seu período orbital. Os períodos orbitais desses quatro planetas são 8,2, 12,4, 24,1 e 48,7 dias terrestres, respectivamente. É um sistema muito compacto – todos os quatro planetas podem caber facilmente na órbita do planeta mais interno do nosso sistema solar, mercúrio.
Como os planetas estão todos bastante próximos, a sua gravidade atrai-se mutuamente, por vezes puxando o planeta um pouco mais rápido ao longo da sua órbita e por vezes fazendo-o mover-se um pouco mais devagar, dependendo das posições relativas dos respectivos planetas. Isso faz com que os planetas às vezes transitem um pouco mais tarde ou mais cedo do que o programado. Estas variações do tempo de trânsito (TTV) podem dizer aos investigadores a massa do planeta: quanto maior for a variação do tempo de trânsito, maior será a massa do planeta para o mundo em trânsito.
Conhecendo o raio e a massa do planeta, a equipe de Livingston conseguiu calcular a densidade do planeta e descobriu que eles eram muito leves.
“Os raios invulgarmente grandes dos planetas jovens levaram à suposição de que têm densidades muito baixas, mas isto nunca foi medido”, disse Trevor David num relatório. declaração. “Ao pesar estes planetas pela primeira vez, fornecemos a primeira evidência observacional de que são de facto invulgarmente inchados, dando-nos uma referência importante e há muito esperada para as teorias da evolução planetária.”
Na verdade, estes planetas estão entre os menos densos conhecidos. Todos se formaram em vastas atmosferas, como Neptuno, mas por estarem tão próximos das suas estrelas, a luz ultravioleta extrema e os raios X estão a aquecer as suas atmosferas. Isto faz com que a atmosfera de cada mundo se expanda e fique inchada – tão inchada, na verdade, que o controlo do planeta sobre a sua atmosfera se torna frouxo. Como resultado, a atmosfera de cada mundo é inevitavelmente eliminada no espaço. vento estrela de radiação. Este processo é denominado fotoevaporação. A equipa de Livingston até procurou assinaturas espectrais destes fluxos planetários, mas os seus sinais foram mascarados por fortes ventos estelares.
A fotoevaporação continuará por mais 100 milhões de anos, altura em que o planeta estará enfraquecido. As medições mostram que todos os quatro mundos têm um núcleo rochoso de tamanho semelhante. Os dois mundos internos parecem estar perdendo completamente suas atmosferas, tornando-se super-Terras rochosas. Os dois planetas exteriores têm atualmente o dobro da massa porque a sua distância da estrela lhes dá um pouco de proteção, mas também se espera que percam totalmente as suas atmosferas, ou retenham algumas e evoluam para mini-Neptunos.
A compacidade das suas órbitas sugere que é assim que funcionam os sistemas ervilha-em-uma-vagem, como o mundo das ervilhas. Trapista-1formam – planetas de tamanho e massa semelhantes em órbitas circulares regularmente espaçadas.
“O que é emocionante é que estamos a ver uma antevisão de um sistema planetário muito normal”, disse Livingston. “Os quatro planetas que estudamos provavelmente encolherão em super-Terras e sub-Neptunos – os tipos de planetas mais comuns no nosso planeta. galáxiamas nunca tivemos uma visão tão clara de seus anos de formação. “
As descobertas foram publicadas na revista em 7 de janeiro. natureza.
