Az exobolygók Sudarsky-féle osztályozása egy olyan rendszer, amely az óriás exobolygók megjelenését osztályozza a külső rétegeik hőmérsékletétől függően. Az exobolygó külső megfigyelő számára történő bemutatása egy gázóriás légkörének viselkedésének elméleti modelljén [1] és kémiai összetételére vonatkozó adatokon alapul. Figyelembe veszik az óriás exobolygók albedóját és ismert reflexiós spektrumát is.
Ezen osztályozás keretein belül a gázóriásokat a fűtési foktól függően öt osztályba sorolják, és római számokkal jelölik. A rendszert David Sudarsky (az Arizonai Egyetem társszerzőivel ) javasolta az Albedo and Reflection Spectra of Extrasolar Giant Planets [2] című könyvében, és továbbfejlesztették az Extrasolar Giant Planets Theoretical Spectra and Atmospheres of Extrasolar Giant Planets című könyvében . [3]
Az exobolygók számos tulajdonsága kevéssé ismert, például légkörük kémiai összetétele. Ennek oka az exobolygók közvetlen megfigyelésének lehetetlensége - legtöbbjüket közvetetten tanulmányozzák. És csak néhányat lehet spektrális elemzéssel tanulmányozni a csillaguk előtti tranzit idején .
A Naprendszer gázóriásaival való analógia korántsem alkalmas minden óriás exobolygóra, mivel a legtöbb ismert exobolygó nem úgy néz ki, mint a Jupiter vagy a Szaturnusz, és főleg a „ forró Jupiter ” osztályba tartozik. Ahogy fentebb megjegyeztük, néhány exobolygó tulajdonságait közvetlenül a csillag korongjának hátterében való áthaladásukon (tranzitjukon) keresztül tanulmányozták. [4] Az egyik ilyen bolygó, a HD 189733 b vizsgálata azt mutatta, hogy kék. 0,14-nél nagyobb albedóval. [5] A legtöbb felfedezett tranzitbolygó szintén forró Jupiter.
A Naprendszerben a Jupiter és a Szaturnusz is az I. osztályba tartozik Sudarsky besorolása szerint. A Sudarsky osztályozása nem terjed ki a jeges bolygókra (például az Uránuszra vagy a Neptunuszra , amelyek 14 illetve 17 Földtömeggel rendelkeznek), a „ szuperföldekre ” és egyéb sziklás bolygók (például a Föld és az OGLE-2005-BLG-390L b , amelynek Földtömege 5,5).
Ebben az osztályban a bolygókat az ammóniafelhők uralják, és ezek a bolygók csillagrendszerük külső régióiban találhatók. A bolygók ezen osztályának létezésének feltétele a –120 °C alatti hőmérséklet. A napelemes analóg csillag körüli I. osztályú albedó számított értéke 0,57. Ez észrevehetően magasabb, mint a Jupiter vagy a Szaturnusz albedója (0,343 [6] és 0,342 [7] ). A különbség abból adódik, hogy a Naprendszerben található gázóriások atmoszférájában bizonyos anyagok, például foszforvegyületek jelen vannak, amelyeket nem vesznek figyelembe a számítások során.
Az ebbe a bolygóosztályba tartozó bolygók kialakulásának hőmérséklete egy halvány csillag ( vörös törpe ) jelenlététől vagy a csillagtól való nagy távolságtól függ. A Nap körüli keringéskor a csillag távolságának legalább 5 AU-nak kell lennie, hogy az óriásbolygó ebbe az osztályba kerülhessen. Ha a bolygó tömege elég nagy, akkor magától felmelegedhet, és így egy másik osztályba kerülhet.
2000-ben a Jupiteren és a Szaturnuszon kívül nem ismertek I. osztályú bolygókat. A közelmúltban olyan exobolygókat fedeztek fel, amelyek megfelelhetnek az I. osztálynak. Ezek a 47 Ursa Major c , Mu Altar e , HD 154345 b és még sokan mások.
Mivel a 2. osztályú gázóriások hőmérséklete túl magas az ammóniafelhők kialakulásához, túlnyomórészt vízfelhőket tartalmaz. Ezeknek a bolygóknak a hőmérsékletének –20°C körülinek vagy ennél alacsonyabbnak kell lennie. A vízfelhők nagyon jól visszaverik a fényt, és egy vízóriás albedója meghaladhatja a 0,81-et. Ezeken a bolygókon a felhők sok tekintetben hasonlítanak a földi felhőkhöz, de emellett sok hidrogén és metán található a bolygók légkörében , ami nagyban megkülönbözteti a bolygók légkörét a Földtől. Az ilyen típusú bolygók gázóriások, amelyek megközelítőleg vagy kissé távolabb helyezkednek el, mint a Föld pályája. A Naprendszerben egy vízóriásnak valamivel több mint 1,2 AU távolságra kellene elhelyezkednie. a naptól . A Naprendszerben nincsenek ilyen típusú bolygók, és a II. osztályú exobolygók közé tartozik a 47 Ursa Major b és az Upsilon Andromeda d (utóbbi azonban a perihéliumban van a III. osztálynak megfelelő csillagtól távol). A HD 28185 b bolygó is ebbe az osztályba tartozik , mivel ennek a bolygónak a pályája az "életzóna" közepén helyezkedik el . [nyolc]
A 80 °C és körülbelül 530 °C közötti felszíni hőmérsékletű bolygókon hiányzik a felhőtakaró, mert túl meleg ahhoz, hogy vízfelhők képződjenek, és egyszerűen nincs semmi felhőképződéshez. [3] Ezeknek a bolygóknak a megjelenése kék-kék, jellegtelen, hasonló az Uránuszhoz vagy a Neptunuszhoz . A kék szín a metán és a Rayleigh szórásának köszönhető ezeknek a bolygóknak a légkörében.
A bolygóknak viszonylag kicsi albedójuk van - körülbelül 0,12. A Naprendszerben egy ilyen típusú gázóriásnak körülbelül a Merkúr helyén kellene elhelyezkednie .
A III. osztály felső hőmérsékleti zónájában vékony (430 °C feletti) klorid- és szulfátfelhők jelennek meg a bolygó légkörében . [3] E típus tipikus képviselőjének tartják jelenleg a 79 Kita b . Valószínűleg ennek az osztálynak a bolygói a Gliese 876 b és az Upsilon Andromedae c .
Amikor a gázóriás hőmérséklete 630 °C fölé emelkedik, a szén-dioxid (a metán helyett) lesz a domináns gáz a légkörben. A szén-dioxidon kívül ezeknek a bolygóknak a légköre nagyrészt alkálifém gőzökből áll, amelyek ilyen hőmérsékleten elpárolognak, ami az atmoszférában erős spektrumvonalak jelenlétéhez vezet. Az ilyen típusú légkörben kevés felhő van, és főleg vasgőzből és szilikátokból állnak, bár ez nem befolyásolja észrevehetően a spektrumvonalakat. Ezeknek a bolygóknak az albedója nagyon alacsony, körülbelül 0,03. A rekorder a TrES-2 b exobolygó, ennek az exobolygónak az albedója kevesebb, mint egy százalék, és a legvalószínűbb modell szerint is csak 0,04% (összehasonlításképpen a korom albedója 1%). [9] Ez a légkörben lévő alkálifémek erős fényelnyelésével magyarázható. A bolygók színe szürke, enyhe rózsaszín árnyalattal, mivel a bolygó hőmérséklete elég magas ahhoz, hogy világítson. . Az ebbe az osztályba tartozó bolygók nagyon közel vannak a világítótestekhez, és általában a forró Jupiterekhez tartoznak ; tehát a Nap számára a gázóriásnak sokkal közelebb kell lennie a Naphoz, mint a Merkúrnak (körülbelül 0,1 AU távolságra). Ennek az osztálynak a bolygóinak tipikus képviselője az 55 Rák b . [3] Szintén a IV. osztályba tartozik számos ismert forró Jupiter, mint például a HD 209458 b (Osiris), és ennek az osztálynak egy másik ismert bolygója a HD 189733 A b (az első bolygó, amelyről felszíni hőmérsékleti térképet készítettek). Az ebbe az osztályba tartozó bolygók felső hőmérsékleti határa körülbelül ezer Celsius-fok. [10] [11]
Nagyon forró gázóriások, amelyek hőmérséklete meghaladja az 1100 ° C-ot, vagy kevésbé masszív és kevésbé sűrű bolygók valamivel alacsonyabb hőmérsékleten. Az ebbe az osztályba tartozó bolygókon vasgőzből és szilikátokból álló szilárd felhők vannak . Az ilyen felhők jelenléte miatt a bolygók albedója meglehetősen magas, és 0,55. Az V. osztályba tartoznak az ismert rövid periódusú forró Jupiterek. Az ilyen bolygók olyan közel vannak csillagaikhoz, hogy nemcsak a csillag fényét verik vissza intenzíven, hanem maguk is vörös-narancssárgán világítanak. Ilyen bolygók megtalálhatók földi távcsövekkel, és elméletileg vizuálisan is megfigyelhetők, ha az ilyen bolygót tartalmazó csillag látszólagos fényessége +4,5 m alatt van. A gyakorlatban azonban a bolygók nem lesznek láthatók, mivel fényüket elnyomja a szülőcsillag fényessége. [12] Az ilyen bolygók színe zöldesszürke. Elég sok bolygó ismert ebben az osztályban, mivel könnyebben észlelhetők. A Naprendszerben egy ilyen osztályba tartozó bolygónak körülbelül 0,04 AU távolságra kellene lennie. a naptól. Ennek az osztálynak a legismertebb bolygója (és az első, amelyet a közönséges, "normál" csillagokban fedeztek fel) az 51 Pegasus b . [3]
| exobolygók | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| osztályok |
| ||||||||||||||||
| Típusok és módszerek |
| ||||||||||||||||
| Listák |
| ||||||||||||||||
| Küldetések |
| ||||||||||||||||