Como classificar os planetas?
Uma vez que conhecemos diversos exoplanetas, procuramos classificá-los de acordo com suas propriedades. Duas propriedades são particularmente importantes: a massa e a temperatura da superfície. A massa para saber se trata de um planeta terrestre ou gasoso e a temperatura para saber se o planeta pode habitar uma química (ou bioquímica) complexa. Infelizmente nenhuma técnica de detecção mede os dois parâmetros de uma só vez. É ecessário, então, observar cada exoplaneta utilizando mais de uma técnica.
A tabela de exoplanetas divide-os nos valores destes dois parâmetros. Para alguns exoplanetas (chamados "não classificados"), não há informação suficiente que permita calcular sua posição na tabela.
1. A massa :
A massa é um parâmetro difícil de se medir com as técnicas atuais. Somente a técnica de astrometria nos dá uma medida direta (supondo que a massa da estrela é conhecida). Infelizmente as detecções de exoplanetas por astrometria ainda são raras. O método de velocidade radial, entretanto, nõ fornece nada além de um limite superior para a massa do exoplaneta. Com todas as outras técnicas de detecção (trânsito, lentes micro-gravitacionais, cronometragem, imageamento direto), a massa planetária é deduzida de outras grandezas e dependem, portanto, de hipóteses feitas sobre as relações entre a massa do planeta e as grandezas medidas.
A classificação dos planetas por massa na tabela :
- Mercurianos : 0-0,1 massas terrestres
- Mini-Terras : 0,1-0.5 massas terrestres
- Terrestres : 0,5-2 massas terrestres
- Super-Terras : 2-10 massas terrestres
- Netunianos : 10- 30 massas terrestres
- Jupiterianos : 30 massas terrestres - 25 massas de Júpiter
Classificação por tipo :
- Planetas sólidos : A partir de modelos de formação e de estrutura interna de planetas, podemoz dizer que provavelmente os planetas de massa inferior a 10 massas da Terra são de tipo sólido ou líquido com pouco gas. Alguns destes planetas podem ser constituídos de rochas e metais enquanto outros podem ser formados de gelos ou água, dependendo de sua temperatura. Essa diferença de composição depende do local da órbita onde o planeta foi formado.
- Planetas gasosos : é bastante provável que planetas com massa superiora 10 massas da Terra sejam em sua maioria gasosos, constituídos principalmente de hidrogênio e hélio. Entretanto, os planetas gigantes muito próximos de sua estrela podem perder parte ou todo o gas que os constitui.
- Mas... trabalhos recentes (2016) apresentam um raio de transição entre os planetas sólidos e gasosos como sendo aproximadamente 1,6 raios terrestre.
2. A temperatuda da superfície :
Os métodos de descoberta dos exoplanetas ainda não permitem medir a temperatura. Podemos ter uma ideia da temperatura a partir de propriedades da estrela e da distância entre o planeta e a estrela. Ainda assim é necessário fazer alguams hipóteses sobre as propriedades da atmosfera do planeta.
No catálogo, uma das colunas apresenta para cada planeta sua temperatura de equilíbrio, em Kelvin, calculada à partir de outros parâmetros conhecidos.
A equação utilizada é : Teq = Test x (Rest/(2*a))0.5 x (1-A)0.25. Onde temos Test sendo a temperatura da estrela em Kelvin, Rest é o raio da estrela, a é o semieixo maior da órbita do planeta e A é o albedo do planeta. O albedo, é a razão entre a quantidade de luz / calor vindo da estrela, que o planeta reflete sobre a que ele absorve. A=0 corresponde a uma superfície escura que absorve toda a luz e A=1 corresponde a uma superfície perfeitamente refletora. Note que se A=1 o planeta não é aquecido pela estrela!
Para a maior parte dos exoplanetas, o albedo não é conhecido. Um valor de A=0,3 (albedo médio da Terra) é utilizado para os cálculos do catálogo.
Atenção : a temperatua de equilíbrio calculada aqui é baseada em um modelo simplificado de planeta, que não leva em consideração uma quantidade imensa de parâmetros como o efeito estufa na atmosfera do planeta, que pode alterar significativamente a temperatura do planeta.
Esta temperatura é utilizada para classificar o planeta na tabela de exoplanetas em 3 categorias: quentes mornos ou frios (como explicado abaixo).
Classificação por temperatura (na tabela) :
Como a presença de água líquida é um fator crítico para determinar se um planeta pode desenvolver uma (bio)química complexa, separamos os planetas na tabela da seguinte maneira:
- Planetas quentes : Teq > 100°C (373°K)
- planetas mornos : 100°C (373°K) >Teq > 0°C (273°K)
- Planetas frios : Teq < 0°C (273°K)
Note que com a hipótese (albedo=0,3 e sem efeito estufa) e o modelo simplificado utilizado, existem uma grande quantidade de planetasque possuem uma temperatura bem diferente da temperatura efetiva mostrada na tabela. Entretanto, esta análise simplificada nos dá uma ideia da diversidade dos planetas.