Clasificarea Sudarsky

Planetele legate de Jupiter și Saturn aparțin clasei I a lui Sudarsky.

Clasificarea lui Sudarsky este un sistem de clasificare care urmărește să descrie aspectul planetelor gigantice gazoase și, în special, al exoplanetelor aparținând acestei categorii, pe baza temperaturii lor; își datorează numele lui David Sudarsky, care, împreună cu Adam Burrows, Philip Pinto ^[1] și Ivan Hubeny, ^{[2] au} inventat sistemul în 2000 , cu mult înainte de a fi posibilă măsurarea caracteristicilor atmosferice ale exoplanetelor. ^[1] ^[2] Este un sistem destul de mare, care își propune să pună ordine în varietatea bogată probabilă a atmosferelor exoplanetelor gazoase.

Planetele sunt împărțite în cinci clase, numerotate cu cifre romane ; în sistemul solar , există două planete care pot fi luate în considerare în clasificare: Jupiter și Saturn , ambele din clasa I. Modelul nu poate prezice apariția planetelor care nu sunt giganți de gaz, adică planete stâncoase (cum ar fi Pământul sau unele super-Pământuri precum Gliese 370 b și OGLE-2005-BLG-390L b ) și uriașii de gheață Uranus și Neptun .

Context

Aspectul exoplanetelor este în mare parte necunoscut și face obiectul speculațiilor, datorită dificultăților obiective în observarea lor directă; în plus, orice analogie cu planetele sistemului solar ar fi aplicabilă doar unei mici părți a exoplanetelor cunoscute, deoarece majoritatea dintre ele au caracteristici total diferite, cum ar fi planetele fierbinți Jupiter .

Obiectele care tranzitează pe steaua lor mamă pot fi mapate folosind spectrografia, cum ar fi HD 189733 Ab , ^[3] care studii ulterioare au arătat că sunt albastre cu un albedo mai mare de 0,14. ^[4] Majoritatea planetelor care tranzitează sunt Jupiteri fierbinți.

Ipotezele cu privire la apariția exoplanetelor se bazează în mare măsură pe modelele computerizate , cum ar fi modul în care temperatura atmosferică și profilul de presiune și compoziția răspund la diferite grade de insolație .

Clasificare

Clasificarea Sudarsky în Celestia lui imagini.

Clasa I.

Clasa II

Clasa a III-a

Clasa a IV-a

Clasa V

Clasa I: nori de amoniac

Planetele acestei clase sunt dominate de nori de amoniac , domină regiunile exterioare ale sistemelor planetare și sunt caracterizate de temperaturi sub 150 kelvin (K). Albedoul prezis al unei planete de clasa I care orbitează o stea asemănătoare Soarelui (albedo în vizibil ) este de 0,57, comparativ cu 0,343 al lui Jupiter ^[5] și 0,342 al lui Saturn. ^[6] Această discrepanță poate fi parțial justificată luând în considerare prezența unor substanțe precum tolin sau fosfor , responsabile de colorarea norilor lui Jupiter, care nu sunt incluse în calculele modelului.

Temperaturile scăzute care caracterizează aceste planete necesită prezența unei stele reci (cum ar fi o pitică roșie ) sau distanțe mari de la o stea asemănătoare Soarelui.

Din 2000, publicațiile lui Sudarsky au atribuit clasa I doar lui Jupiter și Saturn, ^[1] deși un posibil candidat ar putea fi 55 Cancri d .

Clasa II: nori de apă

Planetele de clasa II sunt prea fierbinți (~ 250 K) pentru a permite formarea norilor de amoniac; în locul lor, însă, există nori formați din vapori de apă . ^[2] Norii de vapori de apă sunt mai reflectivi decât norii de amoniac, motiv pentru care au un albedo vizibil de 0,81. Deși norii acestor planete sunt foarte asemănători cu cei prezenți pe Pământ, atmosfera lor ar consta în principal din hidrogen și molecule bogate în acest element, cum ar fi metanul .

Posibile planete de clasa II incluse în lista lui Sudarsky includ 47 Ursae Majoris b și Upsilon Andromedae d (rețineți, totuși, că masa efectivă a acestuia din urmă este semnificativ mai mare decât cea estimată în momentul publicațiilor lui Sudarsky).

Clasa III: fără cloud

Planetele cu temperaturi de echilibru cuprinse între aproximativ 350 K și 800 K nu au acoperire globală de nori, deoarece atmosferele lor sunt lipsite de substanțe chimice capabile să formeze nori; ^[2] aceste planete ar apărea, așadar, sub formă de sfere albastre fără formațiuni datorită împrăștierii Rayleigh și absorbției de către metan, ceea ce le-ar face să apară ca versiuni „crescute” ale lui Uranus și Neptun. Absența acoperirii cu nori are ca rezultat un albedo destul de scăzut, aproximativ 0,12. Acestea sunt situate în regiunile interioare ale unui sistem planetar, aproximativ la poziția lui Mercur în sistemul solar. Cu toate acestea, peste 700 K, sulfurile și clorurile pot forma unele formațiuni de nori similare cu cirii . ^[2]

Printre planetele incluse de Sudarsky în clasa a III-a se numără Gliese 876 b și Upsilon Andromedae c .

Clasa IV: metale alcaline

Dincolo de 900 K, monoxidul de carbon devine molecula dominantă care conține carbon; în plus, există o creștere substanțială a abundenței metalelor alcaline , ceea ce determină prezența unor linii spectrale proeminente de sodiu și potasiu . În aceste planete există o pătură, în straturile inferioare ale atmosferei, de silicați și fier , substanțe care, totuși, nu ar trebui să afecteze spectrul planetei. Albedo-ul unei astfel de planete este foarte scăzut, 0,03, datorită absorbției puternice mediată de metalele alcaline. Planetele de clasa IV și V se adaugă la Jupiteri fierbinți.

Sudarsky numără în această clasă 55 Cancri b . ^[2] O altă planetă din această clasă ar fi HD 209458 b , care are o temperatură de 1300 K, un albedo geometric de 0 și linii de sodiu în spectru; totuși, prezența unui strat întunecat de nori, probabil constituit din titan și vanadiu, în partea superioară a atmosferei ascunde compoziția sa reală. ^[7] ^[8] HD 189733 b, cu temperaturi de 920-1200 K, este, de asemenea, inclus în clasa IV; cu toate acestea, a fost descrisă ca o planetă albăstruie, cu un albedo mai mare de 0,14; de aceea este considerat un membru anormal al acestei clase. ^[4]

Clasa V: nori silicatici

Clasa V include cei mai fierbinți uriași de gaze, cu temperaturi peste 1400 K; acestea se caracterizează prin acoperirea cu silicat și fier din partea superioară a atmosferei. Astfel de planete ar avea un albedo de 0,55, datorită reflectivității ridicate a stratului de nori. La astfel de temperaturi, planeta ar putea apărea roșie din cauza căldurii enorme emise. Aceste planete sunt teoretic observabile cu instrumentele disponibile în jurul stelelor cu magnitudine aparentă mai mică de 4,50. ^[9]

Această categorie ar putea include 51 Pegasi b , ^[2] HAT-P-11b și multe alte exoplanete gigantice descoperite de telescopul Kepler .