Classificação do planeta: como agrupar exoplanetas

51 Pegasi b

Impressão artística do primeiro planeta orbitando uma estrela semelhante ao Sol além do sistema solar, 51 Pegasi b, um gigantesco gás gigante orbitando seu planeta a cada 4 dias. (Crédito da imagem: ESO / M. Kornmesser / Nick Risinger (skysurvey.org))

Com a descoberta de milhares de candidatos a exoplanetas, os astrônomos estão começando a descobrir como agrupá-los para descrevê-los e entendê-los melhor. Muitos esquemas de classificação de planetas foram propostos ao longo dos anos, variando de ficção científica a outros mais científicos. Mas ainda sabemos pouco sobre exoplanetas, e alguns cientistas ainda debatem qual deveria ser a definição de planeta.

O que é um planeta?

Antes de discutir como classificar planetas, é importante entender o que é um planeta. A União Astronômica Internacional saiu com uma definição oficial em 2006, mas essa definição permaneceu controversa. A definição afirma que um planeta é um corpo celestial naquela



  1. está em órbita ao redor do sol,
  2. tem massa suficiente para ter uma forma quase redonda,
  3. 'limpou a vizinhança' em torno de sua órbita.

A definição surgiu depois que astrônomos, incluindo o astrônomo Mike Brown do Instituto de Tecnologia da Califórnia, descobriram vários pequenos mundos na borda do sistema solar. Esses corpos eram aproximadamente do tamanho de Plutão, que na época era considerado um planeta. Com uma nova definição, os mundos pequenos e Plutão foram agrupados em uma nova categoria chamada 'planeta anão'.

A decisão não obteve aprovação universal. Alan Stern é o principal investigador da missão New Horizons a Plutão, que voou pelo mundo em 2015. Ele argumentou repetidamente que a frase 'limpou a vizinhança' é vaga e não explica o fato de que, por exemplo, a Terra muitos asteróides em sua órbita. Além disso, os Novos Horizontes fotos de Plutão mostraram um mundo surpreendentemente complexo isso inclui montanhas, lagos congelados e outras características - que ele novamente argumentou que o torna mais parecido com um planeta.

A IAU respondeu às descobertas da New Horizons da seguinte forma: 'Esses resultados levantam questões fundamentais sobre como um planeta pequeno e frio pode permanecer ativo durante a era do Sistema Solar. Eles demonstram que os planetas anões podem ser tão cientificamente interessantes quanto os planetas. Igualmente importante é que todos os três principais corpos do cinturão de Kuiper visitados por espaçonaves até agora - Plutão, Caronte e Tritão - são mais diferentes do que semelhantes, testemunhando a diversidade potencial que aguarda a exploração de seu reino. '

Em 2017, um grupo de cientistas, incluindo Stern, propôs um nova definição de planeta , que eles planejam apresentar ao IAU: 'Um planeta é um corpo de massa subestelar que nunca sofreu fusão nuclear e que tem autogravitação suficiente para assumir uma forma esferoidal adequadamente descrita por um elipsóide triaxial, independentemente de seus parâmetros orbitais. '

Classificando planetas

O desejo de classificar planetas aumentou desde que as descobertas de exoplanetas se tornaram mais frequentes. A primeira descoberta confirmada de exoplaneta foi em 1992, com a descoberta do PSR B1257 + 12 em torno de uma estrela pulsar; a primeira descoberta de estrela da sequência principal (51 Pegasi b) foi encontrada em 1995.

Desde então, milhares de candidatos a exoplanetas foram encontrados, a maioria deles com o Telescópio Espacial Kepler. Enquanto a missão de Kepler está focada em encontrar planetas como a Terra orbitando nas 'zonas habitáveis' (onde água líquida pode existir na superfície do planeta) de suas estrelas, o telescópio descobriu uma grande variedade de planetas.

Muitos dos exoplanetas descobertos no início eram os chamados 'Júpiteres quentes', grandes gigantes gasosos que orbitam muito perto de sua estrela-mãe. Alguns planetas são muito antigos, como PSR 1620-26 b (apelidado de Matusalém porque é apenas 1 bilhão de anos mais jovem que o próprio universo). Alguns planetas estão tão próximos de sua estrela-mãe que sua atmosfera está evaporando, como no caso de HD 209458b. Além disso, foram encontrados planetas orbitando duas, três ou até mais estrelas.

Com uma gama tão ampla de planetas, talvez seja compreensível que não haja um único sistema de classificação para todos os planetas. Na maior parte, os astrônomos se concentram no grau em que os planetas podem ser habitáveis, o que talvez seja melhor demonstrado com o Catálogo de exoplanetas habitáveis . Esta é uma lista dos planetas habitáveis ​​mais promissores, conforme determinado por especialistas da Universidade de Porto Rico no Laboratório de Habitabilidade Planetária (PHL) de Arecibo.

O desafio é que a habitabilidade geralmente é definida apenas pela órbita e massa de um planeta. Os telescópios de hoje não são sensíveis o suficiente para olhar para as atmosferas, exceto para os planetas maiores e mais próximos. Dito isso, os observatórios do futuro podem ser capazes de examinar as atmosferas diretamente. o Telescópio espacial James Webb , que será lançado em 2018, deve ser capaz de observar a atmosfera de certos planetas, embora não esteja claro quanta informação pode obter sobre planetas rochosos menores próximos à massa da Terra.

Esquemas de classificação do sistema solar

A palavra 'planeta' vem de uma palavra grega que significa 'errante', o que significa que os planetas vagam no céu da Terra em comparação com as estrelas (relativamente fixas). Os movimentos dos planetas eram conhecidos por todas as culturas antigas, mas eram limitados àqueles que podiam ser vistos a olho nu: Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno. As descobertas de Urano e Netuno vieram depois que o telescópio foi usado na astronomia, a partir de 1600.

Em nosso próprio sistema solar, os astrônomos normalmente distinguem entre planetas 'rochosos' e planetas 'gasosos' . Os planetas rochosos são Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Eles têm atmosferas pequenas em comparação com seu tamanho e estão mais próximos do sol.

A teoria de longa data é que quando o sol era jovem e o sistema solar estava apenas se formando , a radiação espalhou a maior parte do gás para o sistema solar externo, privando esses planetas da chance de captar uma grande quantidade de atmosfera. No entanto, outros sistemas solares têm exoplanetas enormes e gasosos perto de suas estrelas-mãe. Talvez esses exoplanetas tenham migrado ou talvez a teoria da formação precise de ajustes.

Os planetas gasosos em nosso sistema solar são Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, embora existam grandes diferenças entre eles. Urano e Netuno ainda têm núcleos rochosos (tanto quanto a teoria pode dizer), mas têm atmosferas muito grandes em comparação com esses núcleos. Embora os núcleos de Júpiter e Saturno também permaneçam enigmáticos, a física prevê que, devido ao tamanho muito maior dos planetas em relação a Urano e Netuno, os núcleos podem ser líquido-metálicos - ou talvez mais sólidos. Mais estudos serão necessários.

Pelo menos um esquema de classificação distingue os planetas em nosso sistema solar com seus posição em relação à Terra . Sob este esquema, os planetas 'inferiores' (aqueles dentro da órbita da Terra) são Mercúrio e Vênus. Planetas 'superiores' (aqueles fora da órbita da Terra) são Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Às vezes, os planetas em nosso sistema solar são classificados com seus posição em relação ao cinturão de asteróides , que fica aproximadamente entre Marte e Júpiter. Com este cenário, os planetas 'internos' são Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Planetas 'externos' são Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Esquemas de classificação de exoplanetas

Talvez a tentativa mais famosa de classificação de exoplanetas seja a usada por 'Star Trek'. Um planeta habitável como a Terra é conhecido como planeta da classe M; frequentemente, os membros da tripulação gritavam que estavam orbitando um planeta classe M, ou isso era anotado especificamente no diário de bordo do capitão.

Site de fãs de Star Trek Alfa da Memória tem uma lista de turmas como segue:

  • Classe D (planetóide ou lua com pouca ou nenhuma atmosfera)
  • Classe H (geralmente inabitável)
  • Classe J (gigante gasoso)
  • Classe K (habitável, desde que sejam utilizadas cúpulas de pressão)
  • Classe L (marginalmente habitável, com vegetação, mas sem vida animal)
  • Classe M (terrestre)
  • Classe N (sulfúrico)
  • Classe R (um planeta invasor, não tão habitável quanto um planeta terrestre)
  • Classe T (gigante gasoso)
  • Classe Y (atmosfera tóxica, altas temperaturas)

O Laboratório de Habitabilidade Planetária lista vários exemplos 'obscuros' de classificação, bem como exemplos mais científicos. Dos exemplos mais científicos, as sugestões incluem o uso de massa como um esquema de classificação (Stern e Levison, 2002) ou o abundância de elementos mais importantes para a vida (Lineweaver e Robles, 2006). Stern e Levison argumentam ainda, de acordo com PHL, que 'qualquer classificação deve ser baseada fisicamente, determinável em características facilmente observáveis, quantitativa, única, robusta a novas descobertas e ser baseada no menor número possível de critérios.'

PHL também tem uma proposta esquema de classificação que usa massa como base - uma métrica que pode ser obtida com as observações telescópicas de hoje. A massa pode ser estimada com base em medições de velocidade radial obtidas por instrumentos como o espectrógrafo HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) do telescópio La Silla 3,6 m do Observatório Europeu do Sul. Simplificando, esse método mede o 'puxão' que um planeta exerce ao contornar sua estrela-mãe, fornecendo uma estimativa da massa.

A lista de classificação proposta da PHL é a seguinte:

Planetas, luas e cometas menores

  • Menos de 0,00001 massas terrestres = asteroidano
  • 0,00001 a 0,1 massas terrestres = mercuriano

Planetas terrestres (composição rochosa)

  • 0,1-0,5 massas terrestres = subterrâneo
  • 0,5-2 massas terrestres = terrano (Terras)
  • 2-10 Massas da Terra = superterran (super-Terras)

Planetas gigantes gasosos

  • 10-50 massas terrestres = Neptuniano (Netuno)
  • 50-5000 massas terrestres = Júpiter (Júpiter)

Recursos adicionais