Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Класифікація екзопланет по Сударскому



План:


Введення

Планета I класу
Планета II класу
Планета III класу
Планета IV класу
Планета V класу

Класифікація екзопланет по Сударскому - система класифікації зовнішнього вигляду екзопланет-гігантів в залежності від температури їх зовнішніх шарів. Представлення екзопланети зовнішньому спостерігачеві базується на теоретичній моделі поведінки атмосфери газового гіганта [1] та даних про її хімічний склад. Враховуються також альбедо і відомі спектри відображення екзопланет-гігантів.

В рамках даної класифікації газові гіганти діляться на п'ять класів в залежності від ступеня розігріву, і позначаються римськими цифрами. Система була запропонована Давидом Сударскім (з співавторами з Арізонського університету) в роботі "Albedo and Reflection Spectra of Extrasolar Giant Planets" [2] і розвинена надалі в роботі "Theoretical Spectra and Atmospheres of Extrasolar Giant Planets". [3]


1. Загальна інформація

Багато властивостей екзопланет вивчені дуже слабо, наприклад, хімічний склад їх атмосфер. Причиною цього є неможливість безпосереднього спостереження екзопланет - більшість з них вивчаються непрямим шляхом.

Аналогія з газовими гігантами Сонячної системи підходить далеко не для всіх екзопланет-гігантів, оскільки більшість відомих екзопланет не схожі на Юпітер або Сатурн, і відносяться переважно до класу " гарячий Юпітер ". Властивості деяких екзопланет були вивчені безпосередньо завдяки їх проходженню (транзиту) на тлі диска зірки. [4] Вивчення однієї з таких планет, HD 189733 b, показало, що вона синього кольору з альбедо більше 0,14. [5] Більшість транзитних планет відносяться до класу "гарячий Юпітер".

У Сонячній системі Юпітер і Сатурн, відповідно до класифікації Сударского, обидва мають клас I. Класифікація Сударского не поширюється на крижані планети, такі як Уран або Нептун (14 і 17 земних мас), або "Надземлі" (такі як Земля або OGLE-2005-BLG-390Lb, яка має 5,5 земних мас).


2. Планетарні класи

2.1. Клас I. Аміачні хмари

Юпітер, що відноситься до I класу
за класифікацією Сударского

В цьому класі у планет домінують аміачні хмари, і ці планети знаходяться в зовнішніх регіонах своєї зоряної системи. Умовою існування для цього класу планет є температура нижче -120 C. Розрахункова альбедо для класу I навколо зірки-аналога Сонця становить 0,57. Це помітно вище альбедо Юпітера або Сатурна (відповідно 0,343 [6] і 0,342 [7]). Разніцa пояснюється наявністю певних речовин в атмосферах газових гігантів в Сонячній системі, таких як фосфорні сполуки, які не враховуються в розрахунках.

Tемпература утворення планет цього класу планет залежать від наявності слабкої зірки ( червоний карлик), або великої відстані до зірки. При зверненні навколо Сонця відстань до зірки має бути не менше 5 а. е., щоб планета-гігант могла потрапити в цей клас. Якщо маса планети досить велика, вона може самостійно розігріватися, і таким чином перейти в інший клас.

У 2000 році не було відомо ні однієї планети класу I крім Юпітера і Сатурна. Потім, однак, були виявлені екзопланети, які можуть відповідати класу I. Це 47 Великої Ведмедиці c, Мю Жертовника e, HD 154345 b.


2.2. Клас II. Водні хмари

HD 28185 b, яку відносять до класу II за Сударскому. Справа знаходиться її гіпотетична землеподібні місяць.

Оскільки для формування аміачних хмар температура газових гігантів другого класу занадто висока, вона містить переважно водні хмари. Температура цих планет має бути приблизно -20 C, або нижче цього. Водні хмари дуже добре відбивають світло, і альбедо водного гіганта може перевищувати 0,81. Хмари на цих планетах багато в чому схожі на земні, але крім цього в атмосфері планет багато водню і метану, що сильно відрізняє атмосферу планет від земної. Планети цього типу є газові гіганти, що знаходяться приблизно або трохи далі земної орбіти. У Сонячній системі водний гігант мав би розташовуватися на відстані приблизно трохи більше 1,2 а. е. від Сонця. Планети цього типу в Сонячній системі відсутні, а можливі планети в інших зоряних включають: 47 Великої Ведмедиці b і Іпсилон Андромеди d (втім, в перигелії вона повинна відноситься до планети III класу). Також до цього класу відносять планету HD 28185 b, оскільки орбіта цієї планети знаходиться в центрі "Зони життя". [8]


2.3. Клас III. Чисті

79 Кіта b, ймовірно, відноситься до III класу.

Планети, температура поверхні яких варіює між 80 C і приблизно 530 C, позбавлені хмарного покриву, оскільки для утворення водних хмар там занадто тепло, і хмарам просто нема з чого утворюватися. [3] Вид цих планет блакитно-синій, безликий, схожий на Уран або Нептун. Синій колір обумовлений наявністю метану і релєєвського розсіювання в атмосфері цих планет. Планетам притаманне порівняно невелике альбедо - близько 0,12. У Сонячній системі газовий гігант цього типу мав би розташовуватися приблизно на місці Меркурія.

Вірогідними планетами цього класу є Глізе 876 b і Іпсилон Андромеди.

У верхній температурної зоні класу III в атмосфері планети з'являються тонкі перисті хмари (вище 430 C) з хлоридів і сульфатів. [3] Типовим представником планети цього типу є 79 Кіта b.


2.4. Клас IV. Планети з сильними лініями спектрів лужних металів

Художнє зображення гарячого юпітера

При підвищенні температури газового гіганта понад 630 C домінуючим газом в атмосфері стає діоксид вуглецю (а не метан). Крім діоксиду вуглецю, атмосфера цих планет складається багато в чому з парів лужних металів, які при таких температурах випаровуються, що обумовлює наявність їх сильних спектральних ліній в атмосфері. Хмар в атмосфері цього типу не дуже багато, і в основному вони складаються з пари заліза і силікатів, хоча на спектральні лінії це помітно не впливає. Альбедо цих планет дуже низька, і становить близько 0,03. Воно пояснюється сильним поглинанням світла лужними металами в атмосфері. Колір планет сірий з невеликим відтінком рожевого, так як температура планети досить висока, щоб вона стала світитися [джерело не вказано 841 день]. Планети цього класу дуже близькі до своїх світил, так, для Сонця, газовий гігант повинен перебувати значно ближче до Сонця ніж Меркурій (на відстані близько 0,1 а. Е.). Вони, як правило, відносяться до гарячих юпітерів. Типовим представником планет цього класу є 55 Рака b. [3] Також сюди відносяться багато відомих гарячі юпітери, наприклад HD 209458 b (Осіріс), і інша відома планета цього класу - HD 189733 b (перша планета, для якої була складена карта температури поверхні). Верхня температурна межа для планет цього класу становить приблизно тисячу градусів за Цельсієм. [9] [10]


2.5. Клас V. Кремнієві хмари

Дуже гарячі газові гіганти, температура яких перевищує 1100 C, або ж маса яких помітно нижче маси Юпітера і при трохи менших температурах, мають суцільні хмари, що складаються з пари заліза і силікатів. Завдяки наявності таких хмар альбедо планет досить високо, і становить 0,55. До цього класу належать найбільш гарячі відомі газові гіганти, в тому числі короткоперіодичні гарячі юпітери. Такі планети настільки близькі до своїх зірок, що не тільки інтенсивно відбивають світло зірки, але і самі світяться червоно-помаранчевим світлом. Такі планети можуть бути знайдені за допомогою земних телескопів, і теоретично могли б візуально спостерігатися, якщо зірка, що містить таку планету, має видимий блиск нижче +4,5 m. Однак на практиці планети видно не будуть, так як їх світло буде придушуватися блиском материнської зірки. [11] Колір таких планет зеленувато-сірий. Планет такого класу відомо досить багато, так як їх простіше виявити. У Сонячній системі планета цього класу повинна була б перебувати на відстані приблизно 0,04 а. е. від Сонця. Найвідомішою планетою (і першої виявленої у звичайних, "нормальних" зірок) цього класу є 51 Пегаса b. [3]


Примітки

  1. Газовий гігант - планета з масою, приблизно рівною масі Юпітера і складається з газів.
  2. Sudarsky, D., Burrows, A., Pinto, P. (2000). " Albedo and Reflection Spectra of Extrasolar Giant Planets - arxiv.org/abs/astro-ph/9910504 ". The Astrophysical Journal 538: 885-903. DOI : 10.1086/309160 - dx.doi.org/10.1086/309160.
  3. 1 2 3 4 5 Sudarsky, D., Burrows, A., Hubeny, I. (2003). " Theoretical Spectra and Atmospheres of Extrasolar Giant Planets - arxiv.org/abs/astro-ph/0210216 ". The Astrophysical Journal 588 (2): 1121-1148. DOI : 10.1086/374331 - dx.doi.org/10.1086/374331.
  4. First Map of Alien World. Image ssc2007-09a - www.spitzer.caltech.edu/Media/releases/ssc2007-09/ssc2007-09a.shtml (Англ.)
  5. Berdyugina, Svetlana V.; Andrei V. Berdyugin, Dominique M. Fluri, Vilppu Piirola (20 January 2008). " First detection of polarized scattered light from an exoplanetary atmosphere - www.astro.phys.ethz.ch/papers/berdyugina/exoplanet_hd189733b.pdf ". The Astrophysical Journal 673: L83. DOI : 10.1086/527320 - dx.doi.org/10.1086/527320.
  6. Факти про Юпітер - nssdc.gsfc.nasa.gov / planetary / factsheet / jupiterfact.html (Англ.)
  7. Факти про Сатурні - nssdc.gsfc.nasa.gov / planetary / factsheet / saturnfact.html (Англ.)
  8. HD 28185 b на сайті extrasolar.net - www.extrasolar.net/planettour.asp?StarCatId=normal&PlanetId=158 (Англ.)
  9. Ivan Hubeny, Adam Burrows (2008). " Spectrum and atmosphere models of irradiated transiting extrasolar giant planets - arxiv.org/abs/0807.3588 ". Proceedings of the International Astronomical Union 4: 239-245. DOI : 10.1017/S1743921308026458 - dx.doi.org/10.1017/S1743921308026458.
  10. Ian Dobbs-Dixon (2008). " Radiative Hydrodynamical Studies of Irradiated Atmospheres - arxiv.org/abs/0807.4541 ". Proceedings of the International Astronomical Union 4: 273-279. DOI : 10.1017/S1743921308026495 - dx.doi.org/10.1017/S1743921308026495.
  11. Leigh C., Collier Cameron A., Horne K., Penny A. & James D., 2003 "A new upper limit on the reflected starlight from Tau Bootis b." MNRAS, 344, 1271

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Методи виявлення екзопланет
Список рекордних екзопланет
Список непідтверджених екзопланет
Список екзопланет в населеної зоні
Класифікація
Класифікація документів
Класифікація нафт
Класифікація валют
Класифікація автомобілів
© Усі права захищені
написати до нас