Les étoiles et les planètes sont naturellement associées les unes aux autres. Alors que certaines planètes sont devenues voyoues et dérivent dans l'espace, la grande majorité est dans les systèmes solaires, où ils sont liés par gravitation et orbiter leurs étoiles de manière prévisible. Mais certaines planètes s'éloignent trop de leurs étoiles, avec des conséquences désastreuses. Ces exoplanètes ont quelque chose à nous apprendre sur la population d'exoplanètes.
Nos découvertes d'exoplanet (~ 6 000 et comptage) nous ont montré que notre système solaire n'est pas représentatif. D'autres systèmes solaires ne contiennent rien de tel que le nôtre, dans les orbites non vues dans notre système solaire. TOI-1227B est l'un d'eux.
TOI-1227B est une planète à peu près de la taille de Jupiter avec environ 20% de la masse de Jupiter. Il orbite une étoile M-Dwarf, ou Red Nwarf, à environ 330 années-lumière. Il a été découvert en 2022 dans les données du satellite d'enquête Exoplanet en transit de la NASA (TESS).
TOI-1227b souffre d'une crise existentielle. Il est extrêmement proche de son étoile, seulement environ 1 / 5e aussi loin que Mercury est du soleil. De nouvelles recherches montrent que cette planète est jeune, seulement environ 8 millions d'années. C'est un nourrisson portant des couches par rapport à la Terre. Malheureusement pour cette jeune planète, au lieu de prendre du poids, il perd sa masse.
La recherche est intitulée «L'âge et l'environnement à haute énergie des très jeunes transits exoplanet toi 1227b» et seront publiés dans Le journal astrophysique mais est disponible sur le arxiv serveur de préimprimée. L'auteur principal est Attila Varga, un doctorat. Étudiant au Rochester Institute of Technology (RIT) à New York. À seulement 8 millions d'années, l'Exoplanet est les deuxièmes plus jeunes astronomes de la planète jamais trouvés en transit devant son étoile.
« Nous avons effectué de nouvelles observations spectroscopiques de rayons X et optiques de TOI 1227 visant à vérifier son âge et l'influence de son rayonnement à haute énergie sur l'exoplanet, TOI 1227b », écrivent les chercheurs.
L'étoile It orbite, TOI-1227, est beaucoup plus petite et plus faible que le soleil. En tant que M-Darf, il est beaucoup moins massif que le soleil et beaucoup plus gradateur dans la lumière visible. Cependant, cette faiblesse ne décrit pas l'intégralité du spectre de la sortie de l'étoile.
Les M-Darfs sont connus pour leur évasement extrême, qui produit de puissantes rayons X. Contrairement au Soleil, les M-Darfs sont entièrement convectifs. La convection a lieu tout au long de l'intérieur de l'étoile, ce qui crée les puissants champs magnétiques responsables du coup de feu. Dans le cas de TOI-1227 B, le malheureux jeune géant du gaz est juste dans la réticule de ce torchage destructeur.
« Il est presque insondable d'imaginer ce qui arrive à cette planète », a déclaré l'auteur principal Varga dans un communiqué de presse. « L'atmosphère de la planète ne peut tout simplement pas résister à la dose élevée des rayons X qu'il reçoit de son étoile. »
« Notre modélisation suggère que TOI 1227B subit actuellement une perte de masse atmosphérique rapide à des taux de l'ordre de ∼ 1012 GS−1«Les auteurs écrivent.
Des rayons X puissants de stars comme TOI 1227 dépuisent les atmosphères d'exoplanet avec plusieurs mécanismes différents mais connectés.
Lorsque les rayons X frappent les molécules dans l'atmosphère, ils les ionisent et les chauffent. Cela peut chauffer l'atmosphère à des milliers de degrés Kelvin, ce qui fait gonfler l'atmosphère. Alors que l'atmosphère s'étend plus loin dans l'espace, la gravité de la planète a une emprise plus faible. Le chauffage peut être encore plus extrême dans certains cas, ce qui peut essentiellement éliminer certaines molécules plus légères comme l'hydrogène moléculaire.
La photodissociation joue également un rôle. Les rayons X ont suffisamment d'énergie pour séparer les molécules d'eau en atomes d'hydrogène et d'oxygène. Étant donné que l'hydrogène est si léger, il peut facilement s'échapper dans l'espace. En plus de cela, les radiographies peuvent augmenter la température du vent stellaire de l'étoile, ce qui lui donne plus d'énergie et le rendant plus efficace pour éliminer l'atmosphère.
« Une partie cruciale de la compréhension des planètes en dehors de notre système solaire est de tenir compte des rayons à haute énergie comme des rayons X qu'ils reçoivent », a déclaré le co-auteur Joel Kastner, également de RIT. « Nous pensons que cette planète est gonflée ou gonflée en grande partie en raison de l'assaut en cours des rayons X de l'étoile. »
Les chercheurs pensent que la planète perd l'équivalent de masse de deux atmosphères terrestres tous les deux siècles. Alors que beaucoup de choses que les astronomes découvrent prennent beaucoup de temps à jouer, cela se produit beaucoup plus rapidement. La plupart des choses en astronomie sont mesurées en millions ou milliards d'années, pas des siècles.
« L'avenir de cette baby planète n'a pas fière allure », a déclaré le co-auteur Alexander Binks de l'Université Eberhard Karls de Tübingen en Allemagne. « De là, TOI 1227 B peut se rétrécir à environ un dixième de sa taille actuelle et perdre plus de 10% de son poids. »
Certains de ces chiffres ne sont pas exacts, car beaucoup dépend de la compréhension de la masse de la planète. Dans ce cas, cette masse s'avère insaisissable pour déterminer exactement. Pour trouver ces chiffres, l'équipe a effectué plusieurs simulations et s'est contenté des résultats les plus probables.
Il y a un écart de rayon de petite planète dans la population d'exoplanet, où les planètes avec des rayons entre 1,5 et 2 fois le rayon de la Terre sont très rares. La perte de masse motivée par la photo-évaporation est la cause suspectée de cet écart, et les astronomes veulent observer des planètes comme TOI 1227b pour en savoir plus sur le processus.
« Le système d'exoplanet en transit voisin à proximité TOI 1227 représente une référence vitale pour comprendre les stades très précoces de l'évolution des exoplanet autour d'étoiles de faible masse », concluent les chercheurs, notant que « les observations photométriques et spectroscopiques de suivi et fournissent des contraintes mâles et de la perte masse atmosphérique ».
