Классификация экзопланет по Сударскому
Классификация экзопланет по Сударскому — система классификации внешнего вида экзопланет-гигантов в зависимости от температуры их внешних слоев. Представление экзопланеты внешнему наблюдателю базируется на теоретической модели поведения атмосферы газового гиганта[1] и данных о её химическом составе. Учитываются также альбедо и известные спектры отражения экзопланет-гигантов.
В рамках данной классификации газовые гиганты делятся на пять классов в зависимости от степени разогрева, и обозначаются римскими цифрами. Система была предложена Давидом Сударским (с соавторами из Аризонского университета) в работе «Albedo and Reflection Spectra of Extrasolar Giant Planets»[2] и развита в дальнейшем в работе «Theoretical Spectra and Atmospheres of Extrasolar Giant Planets».[3]
Содержание
Общая информация
Многие свойства экзопланет изучены очень слабо, например, химический состав их атмосфер. Причиной этого являются невозможность непосредственного наблюдения экзопланет — большинство из них изучаются косвенным путём. И лишь единицы могут быть изучены путём спектрального анализа, в момент транзита перед своей звездой.
Аналогия с газовыми гигантами Солнечной системы подходит далеко не для всех экзопланет-гигантов, поскольку большинство известных экзопланет не похожи на Юпитер или Сатурн, и относятся преимущественно к классу «горячий юпитер». Свойства некоторых экзопланет были изучены напрямую благодаря их прохождению (транзиту) на фоне диска звезды.[4] Изучение одной из таких планет, HD 189733 b, показало, что она синего цвета с альбедо больше 0,14.[5] Большинство транзитных планет относятся к классу «горячий юпитер».
В Солнечной системе Юпитер и Сатурн, согласно классификации Сударского, оба имеют класс I. Классификация Сударского не распространяется на ледяные планеты, такие как Уран или Нептун (14 и 17 земных масс), или «Сверхземли» (такие как Земля или OGLE-2005-BLG-390L b, которая имеет 5,5 земных масс).
Планетарные классы
Класс I. Аммиачные облака
В этом классе у планет доминируют аммиачные облака, и эти планеты находятся во внешних регионах своей звёздной системы. Условием существования для этого класса планет является температура ниже −120 °C. Расчётное альбедо для класса I вокруг звезды-аналога Солнца составляет 0,57. Это заметно выше альбедо Юпитера или Сатурна (соответственно 0,343 [6] и 0,342 [7]). Разницa объясняется наличием определённых веществ в атмосферах газовых гигантов в Солнечной системе, таких как фосфорные соединения, которые не учитываются в расчётах.
Tемпературы образования планет этого класса планет зависят от наличия слабой звезды (красный карлик), либо большого расстояния до звезды. При обращении вокруг Солнца расстояние до звезды должно быть не менее 5 а. е., чтобы планета-гигант могла попасть в этот класс. Если масса планеты достаточно велика, она может самостоятельно разогреваться, и таким образом перейти в другой класс.
В 2000 году не было известно ни одной планеты класса I кроме Юпитера и Сатурна. Затем, однако, были обнаружены экзопланеты, которые могут соответствовать классу I. Это 47 Большой Медведицы c, Мю Жертвенника e, HD 154345 b.
Класс II. Водные облака
Поскольку для формирования аммиачных облаков температура газовых гигантов второго класса слишком высокая, она содержит преимущественно водные облака. Температура этих планет должна быть примерно −20 °C, или ниже этого. Водные облака очень хорошо отражают свет, и альбедо водного гиганта может превышать 0,81. Облака на этих планетах во многом похожи на земные, но помимо этого в атмосфере планет много водорода и метана, что сильно отличает атмосферу планет от земной.
Планеты этого типа представляют собой газовые гиганты, находящиеся примерно или немного дальше земной орбиты. В Солнечной системе водный гигант должен был бы располагаться на расстоянии примерно немного больше 1,2 а. е. от Солнца.
Планеты этого типа в Солнечной системе отсутствуют, а возможные планеты в других звёздных включают: 47 Большой Медведицы b и Ипсилон Андромеды d (впрочем, в перигелии она должна относится к планете III класса). Также к этому классу относят планету HD 28185 b, поскольку орбита этой планеты находится в центре «зоны жизни».[8]
Класс III. Безоблачные
Планеты, температура поверхности которых варьирует между 80 °C и примерно 530 °C, лишены облачного покрова, поскольку для образования водных облаков там слишком тепло, и облакам просто не из чего образовываться.[3] Вид этих планет голубо-синий, безликий, похожий на Уран или Нептун. Синий цвет обусловлен наличием метана и рэлеевского рассеяния в атмосфере этих планет.
Планетам присуще сравнительно небольшое альбедо — около 0,12. В Солнечной системе газовый гигант этого типа должен был бы располагаться примерно на месте Меркурия.
Вероятными планетами этого класса являются Глизе 876 b и Ипсилон Андромеды.
В верхней температурной зоне класса III в атмосфере планеты появляются тонкие перистые облака (выше 430 °C) из хлоридов и сульфатов. [3] Типичным представителем планеты этого типа является 79 Кита b.
Класс IV. Планеты с сильными линиями спектров щелочных металлов
При повышении температуры газового гиганта свыше 630 °C доминирующим газом в атмосфере становится диоксид углерода (а не метан). Помимо диоксида углерода, атмосфера этих планет состоит во многом из паров щелочных металлов, которые при таких температурах испаряются, что обуславливает наличие их сильных спектральных линий в атмосфере. Облаков в атмосфере этого типа не очень много, и в основном они состоят из паров железа и силикатов, хотя на спектральные линии это заметно не влияет.
Альбедо этих планет очень низкое, и составляет около 0,03. Рекордсменом является экзопланета TrES-2 b, альбедо этой экзопланеты составляет менее процента (по наиболее вероятной модели, и вовсе всего 0,04% - для сравнения, альбедо сажи составляет 1%). [9] Оно объясняется сильным поглощением света щелочными металлами в атмосфере. Цвет планет серый с небольшим оттенком розового, так как температура планеты достаточно высока, чтобы она стала светиться.
Планеты этого класса весьма близки к своим светилам, так, для Солнца, газовый гигант должен находиться значительно ближе к Солнцу чем Меркурий (на расстоянии около 0,1 а. е.). Они, как правило, относятся к горячим юпитерам.
Типичным представителем планет этого класса является 55 Рака b.[3] Также сюда относятся многие известные горячие юпитеры, например HD 209458 b (Осирис), и другая известная планета этого класса — HD 189733 A b (первая планета, для которой была составлена карта температуры поверхности).
Верхняя температурная граница для планет этого класса составляет примерно тысячу градусов по Цельсию.[10][11]
Класс V. Кремниевые облака
Очень горячие газовые гиганты, температура которых превышает 1100 °C, или же масса которых заметно ниже массы Юпитера и при несколько меньших температурах, имеют сплошные облака, состоящие из паров железа и силикатов. Благодаря наличию таких облаков альбедо планет достаточно высоко, и составляет 0,55. К этому классу относятся наиболее горячие известные газовые гиганты, в том числе короткопериодические горячие юпитеры. Такие планеты столь близки к своим звёздам, что не только интенсивно отражают свет звезды, но и сами светятся красно-оранжевым светом. Такие планеты могут быть найдены с помощью земных телескопов, и теоретически могли бы визуально наблюдаться, если звезда, содержащая такую планету, имеет видимый блеск ниже +4,5m. Однако на практике планеты видны не будут, так как их свет будет подавляться блеском материнской звезды.[12] Цвет таких планет зеленовато-серый. Планет такого класса известно довольно много, так как их проще обнаружить. В Солнечной системе планета этого класса должна была бы находиться на расстоянии примерно 0,04 а. е. от Солнца. Самой известной планетой (и первой обнаруженной у обычных, «нормальных» звёзд) этого класса является 51 Пегаса b.[3]
См. также
Напишите отзыв о статье "Классификация экзопланет по Сударскому"
Примечания
- ↑ Газовый гигант — планета с массой, примерно равной массе Юпитера и состоящей из газов.
- ↑ Sudarsky, D., Burrows, A., Pinto, P. (2000). «[arxiv.org/abs/astro-ph/9910504 Albedo and Reflection Spectra of Extrasolar Giant Planets]». The Astrophysical Journal 538: 885–903. DOI:10.1086/309160.
- ↑ 1 2 3 4 5 Sudarsky, D., Burrows, A., Hubeny, I. (2003). «[arxiv.org/abs/astro-ph/0210216 Theoretical Spectra and Atmospheres of Extrasolar Giant Planets]». The Astrophysical Journal 588 (2): 1121–1148. DOI:10.1086/374331.
- ↑ [www.spitzer.caltech.edu/Media/releases/ssc2007-09/ssc2007-09a.shtml First Map of Alien World. Image ssc2007-09a] (англ.)
- ↑ Berdyugina, Svetlana V.; Andrei V. Berdyugin, Dominique M. Fluri, Vilppu Piirola (20 January 2008). «[www.astro.phys.ethz.ch/papers/berdyugina/exoplanet_hd189733b.pdf First detection of polarized scattered light from an exoplanetary atmosphere]». The Astrophysical Journal 673: L83. DOI:10.1086/527320.
- ↑ [nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/jupiterfact.html Факты о Юпитере] (англ.)
- ↑ [nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/saturnfact.html Факты о Сатурне] (англ.)
- ↑ [www.extrasolar.net/planettour.asp?StarCatId=normal&PlanetId=158 HD 28185 b на сайте extrasolar.net] (англ.)
- ↑ [www.space.com/12612-alien-planet-darkest-coal-black-kepler.html Coal-Black Alien Planet Is Darkest Ever Seen]. Space.com. Проверено 12 августа 2011. [www.webcitation.org/68JlSDK2h Архивировано из первоисточника 10 июня 2012].
- ↑ Ivan Hubeny, Adam Burrows (2008). «[arxiv.org/abs/0807.3588 Spectrum and atmosphere models of irradiated transiting extrasolar giant planets]». Proceedings of the International Astronomical Union 4: 239–245. DOI:10.1017/S1743921308026458.
- ↑ Ian Dobbs-Dixon (2008). «[arxiv.org/abs/0807.4541 Radiative Hydrodynamical Studies of Irradiated Atmospheres]». Proceedings of the International Astronomical Union 4: 273–279. DOI:10.1017/S1743921308026495.
- ↑ 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
Ссылки
- [www.extrasolar.net/speculations.html Спекуляция на классах]. Обзор Экзопланет. Проверено 26 июня 2008. [www.webcitation.org/66n3JX1s4 Архивировано из первоисточника 9 апреля 2012]. (англ.)
- [www.sciencedaily.com/releases/2007/09/070924132510.htm Модели планет земного типа]. ScienceDaily (25 сентября 2007). Проверено 26 июня 2008. [www.webcitation.org/66n3KDKd7 Архивировано из первоисточника 9 апреля 2012]. (англ.)
- [cfa-www.harvard.edu/~sasselov/astro201a/A201-061207.ppt Планеты, которые вращаются вокруг других звёзд]. Гарвардский Университет. Проверено 26 июня 2008. [www.webcitation.org/66n3KmMpR Архивировано из первоисточника 9 апреля 2012]. (англ.)
Отрывок, характеризующий Классификация экзопланет по Сударскому
Офицеры поднялись. Князь Андрей вышел с ними за сарай, отдавая последние приказания адъютанту. Когда офицеры ушли, Пьер подошел к князю Андрею и только что хотел начать разговор, как по дороге недалеко от сарая застучали копыта трех лошадей, и, взглянув по этому направлению, князь Андрей узнал Вольцогена с Клаузевицем, сопутствуемых казаком. Они близко проехали, продолжая разговаривать, и Пьер с Андреем невольно услыхали следующие фразы:– Der Krieg muss im Raum verlegt werden. Der Ansicht kann ich nicht genug Preis geben, [Война должна быть перенесена в пространство. Это воззрение я не могу достаточно восхвалить (нем.) ] – говорил один.
– O ja, – сказал другой голос, – da der Zweck ist nur den Feind zu schwachen, so kann man gewiss nicht den Verlust der Privatpersonen in Achtung nehmen. [О да, так как цель состоит в том, чтобы ослабить неприятеля, то нельзя принимать во внимание потери частных лиц (нем.) ]
– O ja, [О да (нем.) ] – подтвердил первый голос.
– Да, im Raum verlegen, [перенести в пространство (нем.) ] – повторил, злобно фыркая носом, князь Андрей, когда они проехали. – Im Raum то [В пространстве (нем.) ] у меня остался отец, и сын, и сестра в Лысых Горах. Ему это все равно. Вот оно то, что я тебе говорил, – эти господа немцы завтра не выиграют сражение, а только нагадят, сколько их сил будет, потому что в его немецкой голове только рассуждения, не стоящие выеденного яйца, а в сердце нет того, что одно только и нужно на завтра, – то, что есть в Тимохине. Они всю Европу отдали ему и приехали нас учить – славные учители! – опять взвизгнул его голос.
– Так вы думаете, что завтрашнее сражение будет выиграно? – сказал Пьер.
– Да, да, – рассеянно сказал князь Андрей. – Одно, что бы я сделал, ежели бы имел власть, – начал он опять, – я не брал бы пленных. Что такое пленные? Это рыцарство. Французы разорили мой дом и идут разорить Москву, и оскорбили и оскорбляют меня всякую секунду. Они враги мои, они преступники все, по моим понятиям. И так же думает Тимохин и вся армия. Надо их казнить. Ежели они враги мои, то не могут быть друзьями, как бы они там ни разговаривали в Тильзите.
– Да, да, – проговорил Пьер, блестящими глазами глядя на князя Андрея, – я совершенно, совершенно согласен с вами!
Тот вопрос, который с Можайской горы и во весь этот день тревожил Пьера, теперь представился ему совершенно ясным и вполне разрешенным. Он понял теперь весь смысл и все значение этой войны и предстоящего сражения. Все, что он видел в этот день, все значительные, строгие выражения лиц, которые он мельком видел, осветились для него новым светом. Он понял ту скрытую (latente), как говорится в физике, теплоту патриотизма, которая была во всех тех людях, которых он видел, и которая объясняла ему то, зачем все эти люди спокойно и как будто легкомысленно готовились к смерти.
– Не брать пленных, – продолжал князь Андрей. – Это одно изменило бы всю войну и сделало бы ее менее жестокой. А то мы играли в войну – вот что скверно, мы великодушничаем и тому подобное. Это великодушничанье и чувствительность – вроде великодушия и чувствительности барыни, с которой делается дурнота, когда она видит убиваемого теленка; она так добра, что не может видеть кровь, но она с аппетитом кушает этого теленка под соусом. Нам толкуют о правах войны, о рыцарстве, о парламентерстве, щадить несчастных и так далее. Все вздор. Я видел в 1805 году рыцарство, парламентерство: нас надули, мы надули. Грабят чужие дома, пускают фальшивые ассигнации, да хуже всего – убивают моих детей, моего отца и говорят о правилах войны и великодушии к врагам. Не брать пленных, а убивать и идти на смерть! Кто дошел до этого так, как я, теми же страданиями…
Князь Андрей, думавший, что ему было все равно, возьмут ли или не возьмут Москву так, как взяли Смоленск, внезапно остановился в своей речи от неожиданной судороги, схватившей его за горло. Он прошелся несколько раз молча, но тлаза его лихорадочно блестели, и губа дрожала, когда он опять стал говорить:
– Ежели бы не было великодушничанья на войне, то мы шли бы только тогда, когда стоит того идти на верную смерть, как теперь. Тогда не было бы войны за то, что Павел Иваныч обидел Михаила Иваныча. А ежели война как теперь, так война. И тогда интенсивность войск была бы не та, как теперь. Тогда бы все эти вестфальцы и гессенцы, которых ведет Наполеон, не пошли бы за ним в Россию, и мы бы не ходили драться в Австрию и в Пруссию, сами не зная зачем. Война не любезность, а самое гадкое дело в жизни, и надо понимать это и не играть в войну. Надо принимать строго и серьезно эту страшную необходимость. Всё в этом: откинуть ложь, и война так война, а не игрушка. А то война – это любимая забава праздных и легкомысленных людей… Военное сословие самое почетное. А что такое война, что нужно для успеха в военном деле, какие нравы военного общества? Цель войны – убийство, орудия войны – шпионство, измена и поощрение ее, разорение жителей, ограбление их или воровство для продовольствия армии; обман и ложь, называемые военными хитростями; нравы военного сословия – отсутствие свободы, то есть дисциплина, праздность, невежество, жестокость, разврат, пьянство. И несмотря на то – это высшее сословие, почитаемое всеми. Все цари, кроме китайского, носят военный мундир, и тому, кто больше убил народа, дают большую награду… Сойдутся, как завтра, на убийство друг друга, перебьют, перекалечат десятки тысяч людей, а потом будут служить благодарственные молебны за то, что побили много люден (которых число еще прибавляют), и провозглашают победу, полагая, что чем больше побито людей, тем больше заслуга. Как бог оттуда смотрит и слушает их! – тонким, пискливым голосом прокричал князь Андрей. – Ах, душа моя, последнее время мне стало тяжело жить. Я вижу, что стал понимать слишком много. А не годится человеку вкушать от древа познания добра и зла… Ну, да не надолго! – прибавил он. – Однако ты спишь, да и мне пера, поезжай в Горки, – вдруг сказал князь Андрей.
– О нет! – отвечал Пьер, испуганно соболезнующими глазами глядя на князя Андрея.
– Поезжай, поезжай: перед сраженьем нужно выспаться, – повторил князь Андрей. Он быстро подошел к Пьеру, обнял его и поцеловал. – Прощай, ступай, – прокричал он. – Увидимся ли, нет… – и он, поспешно повернувшись, ушел в сарай.
Было уже темно, и Пьер не мог разобрать того выражения, которое было на лице князя Андрея, было ли оно злобно или нежно.
Пьер постоял несколько времени молча, раздумывая, пойти ли за ним или ехать домой. «Нет, ему не нужно! – решил сам собой Пьер, – и я знаю, что это наше последнее свидание». Он тяжело вздохнул и поехал назад в Горки.
Князь Андрей, вернувшись в сарай, лег на ковер, но не мог спать.
Он закрыл глаза. Одни образы сменялись другими. На одном он долго, радостно остановился. Он живо вспомнил один вечер в Петербурге. Наташа с оживленным, взволнованным лицом рассказывала ему, как она в прошлое лето, ходя за грибами, заблудилась в большом лесу. Она несвязно описывала ему и глушь леса, и свои чувства, и разговоры с пчельником, которого она встретила, и, всякую минуту прерываясь в своем рассказе, говорила: «Нет, не могу, я не так рассказываю; нет, вы не понимаете», – несмотря на то, что князь Андрей успокоивал ее, говоря, что он понимает, и действительно понимал все, что она хотела сказать. Наташа была недовольна своими словами, – она чувствовала, что не выходило то страстно поэтическое ощущение, которое она испытала в этот день и которое она хотела выворотить наружу. «Это такая прелесть был этот старик, и темно так в лесу… и такие добрые у него… нет, я не умею рассказать», – говорила она, краснея и волнуясь. Князь Андрей улыбнулся теперь той же радостной улыбкой, которой он улыбался тогда, глядя ей в глаза. «Я понимал ее, – думал князь Андрей. – Не только понимал, но эту то душевную силу, эту искренность, эту открытость душевную, эту то душу ее, которую как будто связывало тело, эту то душу я и любил в ней… так сильно, так счастливо любил…» И вдруг он вспомнил о том, чем кончилась его любовь. «Ему ничего этого не нужно было. Он ничего этого не видел и не понимал. Он видел в ней хорошенькую и свеженькую девочку, с которой он не удостоил связать свою судьбу. А я? И до сих пор он жив и весел».
Князь Андрей, как будто кто нибудь обжег его, вскочил и стал опять ходить перед сараем.
25 го августа, накануне Бородинского сражения, префект дворца императора французов m r de Beausset и полковник Fabvier приехали, первый из Парижа, второй из Мадрида, к императору Наполеону в его стоянку у Валуева.
Переодевшись в придворный мундир, m r de Beausset приказал нести впереди себя привезенную им императору посылку и вошел в первое отделение палатки Наполеона, где, переговариваясь с окружавшими его адъютантами Наполеона, занялся раскупориванием ящика.
Fabvier, не входя в палатку, остановился, разговорясь с знакомыми генералами, у входа в нее.
Император Наполеон еще не выходил из своей спальни и оканчивал свой туалет. Он, пофыркивая и покряхтывая, поворачивался то толстой спиной, то обросшей жирной грудью под щетку, которою камердинер растирал его тело. Другой камердинер, придерживая пальцем склянку, брызгал одеколоном на выхоленное тело императора с таким выражением, которое говорило, что он один мог знать, сколько и куда надо брызнуть одеколону. Короткие волосы Наполеона были мокры и спутаны на лоб. Но лицо его, хоть опухшее и желтое, выражало физическое удовольствие: «Allez ferme, allez toujours…» [Ну еще, крепче…] – приговаривал он, пожимаясь и покряхтывая, растиравшему камердинеру. Адъютант, вошедший в спальню с тем, чтобы доложить императору о том, сколько было во вчерашнем деле взято пленных, передав то, что нужно было, стоял у двери, ожидая позволения уйти. Наполеон, сморщась, взглянул исподлобья на адъютанта.
– Point de prisonniers, – повторил он слова адъютанта. – Il se font demolir. Tant pis pour l'armee russe, – сказал он. – Allez toujours, allez ferme, [Нет пленных. Они заставляют истреблять себя. Тем хуже для русской армии. Ну еще, ну крепче…] – проговорил он, горбатясь и подставляя свои жирные плечи.
– C'est bien! Faites entrer monsieur de Beausset, ainsi que Fabvier, [Хорошо! Пускай войдет де Боссе, и Фабвье тоже.] – сказал он адъютанту, кивнув головой.
– Oui, Sire, [Слушаю, государь.] – и адъютант исчез в дверь палатки. Два камердинера быстро одели его величество, и он, в гвардейском синем мундире, твердыми, быстрыми шагами вышел в приемную.
