Come classificare i pianeti?
Una volta contati gli esopianeti, si cerca di ordinarli secondo le loro proprietà. Due proprietà particolarmente importanti da considerare sono la massa e la temperatura di superficie. La massa per sapere se si ha a che fare con un pianeta terrestre o un pianeta gassoso e la temperatura per sapere se il pianeta può ospitare una chimica complessa. Sfortunatamente, nessuna tecnica di osservazione misura questi due parametri contemporaneamente. È necessario quindi, quando è possibile, osservare ogni esopianeta utilizzando più tecniche.
La tavola ripartisce gli esopianeti secondo i valori di questi due parametri. Per certi esopianeti (detti "non classificabili"), non si dispone ancora delle informazioni che permettono di calcolare la loro posizione nella tavola.
1. La massa:
La massa è un parametro difficile da misurare con le attuali tecniche di osservazione. Solo la tecnica dell'astrometria fornisce una misura diretta supponendo che la massa della stella sia conosciuta. Sfortunatamente, le osservazioni di esopianeti attraverso il metodo dell'astrometria sono molto rare ad oggi. Il metodo delle velocità radiali, quanto ad esso, non fornisce che un limite superiore alla massa di un esopianeta. Con tutte le altre tecniche di osservazione (transito, lenti micro-gravitazionali, cronometraggio, osservazione diretta), la massa planetaria è dedotta da altre grandezze e dipende dunque delle ipotesi fatte sulle relazioni tra la massa del pianeta e le grandezze misurate.
La ripartizione dei pianeti in basse alla massa nella tavola:
- mercuriani: 0-0.1 masse terrestri
- mini-terre: 0.1-0.5 masse terrestri
- terrestri: 0.5-2 masse terrestri
- superterrestri: 2-10 masse terrestri
- nettuniani: 10- 30 masse terrestri
- gioviani: 30 masse terrestri - 25 masse gioviane
La ripartizione dei pianeti in base al tipo:
- planeti solidi: A partire dai modelli di formazione e dai modelli di struttura interna dei pianeti, si può dire se sia probabile che i pianeti di massa inferiore a 10 masse terrestri sianodi tipo solido o liquido con poco gas. Alcuni di questi pianeti potrebbero essere costituiti da rocce e metalli e altri essere fatti soprattutto di ghiaccio o d'acqua, in base alla loro temperatura. Questa differenza nella composizione dipende dalla zona dove il pianeta si è formato.
- pianeti gassosi: È molto probabile che i pianeti di massa superiore a 10 masse terrestri siano principalmente gassosi, cioè costituiti principalmente d'idrogeno e d'elio. Tuttavia, i grandi pianeti molto vicini alla loro stella potrebbero aver perduto tutta o una parte del gas che li formava.
- Ma... degli studi recenti (2016) basano piuttosto la transizione tra pianeti solidi e gassosi sulle dimensioni e mettono la frontiera intorno a un raggio di 1.6 raggi terrestri.
2. La temperatura di superficie:
I metodi di scoperta dei pianeti non permettono sempre di misurare la loro temperatura. Ci si può fare un'idea di questa temperatura a partire dalle proprietà della stella e della distanza del pianeta dalla stella. Ma bisogna anche fare delle ipotesi sulle proprietà dell'atmosfera del pianeta.
Nel catalogo, una colonna fornisce per ogni pianeta una temperatura d'equilibrio, in gradi Kelvin, calcolata a partire di altri parametri noti.
La formula usata è: Tequ = Tet x (Ret/(2*a))0.5 x (1-A)0.25. In questa formula, Tet è la temperatura della stella in gradi Kelvin, Ret è il raggio della stella, a è il
semiasse maggiore dell'orbita del pianeta e A è l'albedo del pianeta. L'albedo è definita come il rapporto tra la quantità di luce/calore proveniente dalla stella che il pianeta riflette rispetto a quella che assorbe. A=0 corrisponde a una superficie nera che assorbe tutta la luce e A=1 corrisponde a una superficie perfettamente riflettente. Si noti che se A=1, il pianeta non è per niente riscaldato dalla stella.
Per la maggior parte degli esopianeti l'albedo non può essere conosciuto. Un valore di A=0,3 (albedo medio della Terra) è usato per il calcolo del catalogo.
Attenzione: la temperatura d'equilibrio calculata qui è basata su un modello semplificato di pianeta che non prende in conto numerosi parametri, come l'effetto serra dell'atmosfera del pianeta, che possono modificare fortemente la temperatura del pianeta.
Questa temperatura è utilizzata per classificare i pianeti nella tavola in 3 categorie, pianeti caldi, tiepidi o freddi come spiegato qui sotto.
La ripartizione dei pianeti in base alla temperatura nella tavola:
Siccome la presenza d'acqua liquida è un fattore critico per determinare se un pianeta può sviluppare una chimica complessa, si separano i pianeti nella tavola secondo questo criterio in:
- Pianeti caldi: Tequ > 100°C (373°K)
- Pianeti tiepidi: 100°C (373°K) >Tequ > 0°C (273°K)
- Pianeti freddi: Tequ < 0°C (273°K)
Notate che con le ipotesi (albedo=0,3 e nessun effetto serra) e il modello semplificato usato, ci sono certamente numerosi pianeti la cui temperatura è assai differente dalla temperatura effettiva annunciata nella tavola. Tuttavia, questa analisi semplificata fornisce un'idea della diversità dei pianeti.