Sudarsky se gasreusklassifikasie

Sudarsky se klassifikasie van gasreuse vir die doel om gasreuse se voorkoms op grond van hulle temperatuur te voorspel, is uiteengesit deur David Sudarsky en medewerkers in die artikel Albedo and Reflection Spectra of Extrasolar Giant Planets, en meer uitgebreid in Theoretical Spectra and Atmospheres of Extrasolar Giant Planets, wat gepubliseer is voordat enige suksesvolle direkte of indirekte waarnemings van 'n eksoplanetêre atmosfeer gemaak is. Dit is 'n breë klassifikasiestelsel met die doel om 'n mate van orde te bring aan die waarskynlik ryk verskeidenheid eksoplanetêre gasreusatmosfere.

Gasreuse word in vyf klasse verdeel (genommer met Romeinse syfers) volgens hulle gemodelleerde fisiese atmosferiese eienskappe. In die Sonnestelsel val slegs Jupiter en Saturnus binne die Sudarsky-klassifikasie, en albei is klas I.

Die voorkoms van planete wat nie gasreuse is nie, kan nie deur die Sudarsky-stelsel voorspel word nie. Dit sluit aardplanete soos soos die Aarde en Venus in, asook ysreuse soos Uranus (14 aardmassas) en Neptunus (17 aardmassas).

Agtergrond
Die voorkoms van eksoplanete is grootliks onbekend omdat dit moeilik is om direkte waarnemings te maak. Daarbenewens is analogieë met planete in die Sonnestelsel slegs op ’n paar van die bekende eksoplanete van toepassing, aangesien die meeste heeltemal anders is as enige van ons planete (byvoorbeeld die sogenaamde "warm Jupiters").

Liggame wat voor hulle ster verbybeweeg, kan spektrografies gekarteer word, soos HD 189733 b. Daar is getoon dat dié planeet blou is met ’n albedo van helderder as 0,14. Die meeste planete wat op dié manier gekarteer is, is groot en naby aan hulle ster: die warm Jupiters.

Spekulasie oor die voorkoms van onsigbare eksoplanete steun tans op rekenaarmodelle van die waarskynlike atmosfeer van so ’n planeet, byvoorbeeld hoe die atmosferiese temperatuur-druk-profiel en samestelling sou reageer op verskillende vlakke van insolasie.

Planetêre klasse
Klas I: Ammoniakwolke

Gasreuse in dié klas het 'n voorkoms wat oorheers word deur wolke van ammoniak. Hulle word in die buitenste gebiede van ’n planetêre stelsel aangetref, by temperature laer as ongeveer 150 K (). Die voorspelde albedo van so ’n planeet om ’n ster soos die Son is 0,57, in vergelyking met dié van 0,343 vir Jupiter en 0,342 vir Saturnus. 

Die temperatuur van ’n klas I-planeet vereis óf ’n koel ster óf ’n ver wentelbaan. In die eerste geval kan die ster(re) te dof wees om sigbaar te wees; in die tweede geval kan die wentelbaan so groot wees dat die planeet se effek te subtiel is om waargeneem te word.

Klas II: Waterwolke
Gasreuse in klas II is te warm om ammoniakwolke te vorm; in plaas daarvan bestaan hulle wolke uit waterys. Hierdie eienskappe word verwag vir planete met temperature onder sowat 250 K (). Waterwolke is refleksiewer as ammoniakwolke, en die voorspelde albedo van ’n klas II-planeet om ’n sonagtige ster is 0,81. Selfs al sou die wolke op so ’n planeet soortgelyk wees aan dié van die Aarde, sou die atmosfeer steeds hoofsaaklik bestaan uit waterstof en waterstofryke molekules soos metaan.

Sudarsky et al. het Epsilon Eridani b, Upsilon Andromedae d en 55 Cancri d as moontlike klas II-planete gelys.

Klas III: Wolkloos
Gasreuse met ewewigstemperature tussen ongeveer 350 K (80 °C) en 800 K (530 °C) vorm nie 'n globale wolkbedekking nie omdat hulle nie oor geskikte chemikalieë in hulle atmosfeer beskik om wolke te vorm nie. Dié planete sou voorkom as kenmerklose asuurblou sfere vanweë Rayleigh-verstrooiing en absorpsie deur metaan in hulle atmosfeer, en sou soos Jupitermassaweergawes van Uranus en Neptunus lyk. As gevolg van die afwesigheid van ’n reflektiewe wolklaag is die albedo laag: sowat 0,12 vir ’n klas III-planeet om ’n sonagtige ster. Hulle kom voor in die binneste gebiede van ’n planetêre stelsel, ongeveer waar Mercurius lê.

Sudarsky et al. het Upsilon Andromedae c, Gliese 876 b en Gliese 876 c as moontlike klas III-planete gelys. 

Klas IV: Alkalimetale
Bo 900 K (630 °C) word koolstofmonoksied die dominante koolstofdraende molekule in ’n gasreus se atmosfeer (in plaas van metaan). Verder neem die hoeveelheid alkalimetale, soos natrium, aansienlik toe en spektraallyne van natrium en kalium kom volgens voorspellings prominent in ’n gasreus se spektrum voor. Dié planete vorm wolklae van silikate en yster diep in hulle atmosfeer, maar dit het vermoedelik nie ’n invloed op hulle spektrum nie. Die albedo van ’n klas IV-planeet om ’n sonagtige ster is waarskynlik baie laag: 0,03. Dt is vanweë die sterk absorpsie deur alkalimetaalelemente. Gasreuse van klas IV en V staan bekend as warm Jupiters.

Sudarsky et al. het 55 Cancri b as ’n moontlike klas IV-planeet gelys.

Klas V: Silikaatwolke
Vir die heel warmste gasreuse, met temperature van bo 1 400 K (1 100 °C), of vir koeler planete met 'n laer swaartekrag as Jupiter, word voorspel dat die silikaat- en ysterwolklae hoog in die atmosfeer sal lê. Die voorspelde albedo van ’n klas V-planeet om ’n sonagtige ster is 0,55 vanweë weerkaatsing deur die wolklae. By sulke temperature kan ’n gasreus rooi gloei as gevolg van termiese bestraling, maar die weerkaatste lig oortref gewoonlik die termiese bestraling. Vir sterre met ’n visuele skynbare magnitude van onder 4,5, is sulke planete teoreties sigbaar vir ons instrumente. 

Sudarsky et al. het onder meer Upsilon Andromedae b as 'n moontlike klas V-planeet gelys.

Sien ook
 Eksoplaneet
 Weesplaneet

Verwysings

Skakels



Kategorie:Eksoplanete