COME SI CLASSIFICANO GLI ESOPIANETI

La classificazione degli esopianeti viene fatta in base alle loro proprieta'. Di solito vengono prese in cosiderazione le proprieta' piu' importanti e cioe' la massa e la temperatura di superficie dell'esopianeta.

In base alla massa e' possibile:

• sapere se ci si trova di fronte ad un pianeta terrestre (o pianeta roccioso), composto per lo piu' da roccia e metalli;

• stabilire se il pianeta e' un pianeta gioviano (o gigante gassoso).

In base alla temperatura e' invece possibile stabilire se il pianeta presenta una composizione chimica piu' o meno complessa.

Tuttavia, nessuna tecnica di osservazione di questi corpi celesti non stellari e' in grado di misurarne contemporaneamente la massa e la temperatura di superficie. Questo e' il motivo per cui e' spesso necessario osservare ogni esopianeta utilizzando piu' tecniche.

CLASSIFICAZIONE DEGLI ESOPIANETI IN BASE ALLA MASSA

Le attuali tecniche di osservazione non permettono di effettuare una misura diretta della massa di un esopianeta; cio' e' possibile soltanto con il metodo astrometrico, supponendo pero' di conoscere la massa della stella attorno alla quale l'esopianeta orbita.

Il metodo della velocita' radiale invece fornisce informazioni soltanto sul limite superiore della massa di un esopianeta.

Con tutte le altre tecniche di osservazione, come quella del Transito, del Gravitazional Microlensing, del Direct Imaging e del Pulsar Timing la massa planetaria e' dedotta da altre grandezze e dipende dalle ipotesi che vengono fatte sulle relazioni esistenti tra massa del pianeta e grandezze misurate.

In base alla loro massa gli esopianeti si distinguono in:

• Pianeti Mercuriani con massa: (0 - 0,1) M⊕

• Mini - Terre con massa: (0,1 - 0,5) M⊕

• Pianeti Terrestri con massa: (0,5 - 2) M⊕

• Super - Terre con massa: (2 - 10) M⊕

• Pianeti Nettuniani con massa: (10 - 30) M⊕

• Pianeti Gioviani con massa: 30 M⊕ - 25 M_J .

M⊕ sta ad indicare la massa terrestre, un'unita' di misura comunemente usata in Astronomia per esprimere la massa dei pianeti rocciosi; essa equivale alla massa stimata della Terra, il cui valore convenzionale e': M⊕ = 5,972 x 10²⁴ kg.

La massa di Giove e' invece pari a: M_J = 1,89819 × 10²⁷ kg = 317,83 M⊕.

CLASSIFICAZIONE DEGLI ESOPIANETI IN BASE ALLA TEMPERATURA DI SUPERFICIE

I metodi di scoperta degli esopianeti non sempre permettono una misura della loro temperatura, la quale viene orientativamente assegnata in base alle proprieta' della stella, alla distanza del pianeta da essa ed alle proprieta' dell'atmosfera dell'esopianeta.

Per ogni pianeta extrasolare esiste una temperatura di equilibrio, espressa in Kelvin. La relazione che si usa di solito per conoscere il valore di questa temperatura e' basata su un modello semplificato di pianeta, il quale non tiene conto di un effetto che contribuisce fortemente a modificare la temperatura dell'atmosfera planetaria e cioe' l'effetto serra.

Nella relazione che segue, la temperatura della stella, attorno alla quale il pianeta ruota, e' espresa in Kelvin, “d” e' il semiasse maggiore dell'orbita del pianeta, “A” e' l'albedo del pianeta:

L'albedo e' il rapporto tra la quantita' di luce che proviene dalla stella e che il pianeta riflette, rispetto a quella che assorbe. Un valore di albedo A = 0 corrisponde ad una superficie nera, capace di assorbire tutta la luce; mentre, A = 1 corrisponde ad una superficie perfettamente riflettente. Si noti che quando A = 1 il pianeta non e' per niente riscaldato dalla stella. L'albedo media della Terra e' pari a 0,37 - 0,39, mentre per la maggior parte degli esopianeti l'albedo non si conosce.

La classificazione degli esopianeti in base alla loro temperatura di equilibrio e' la seguente:

• Pianeti caldi con T_equilibrio > 100°C (373 K)

• Pianeti tiepidi con 100°C (373 K) > T_equilibrio > 0°C (273 K)

• Pianeti freddi con T_equilibrio < 0°C (273 K).

Una ulteriore distinzione che si fa tra i pianeti extrasolari e' quella basata su modelli legati alla loro zona di formazione ed alla loro struttura interna; a tal proposito si parla di:

• Pianeti solidi o pianeti liquidi e con poco gas - si tratta di pianeti con massa inferiore a 10 M⊕; alcuni di essi potrebbero essere costituiti da rocce e metalli, mentre altri potrebbero essere fatti soprattutto di ghiaccio o di acqua, a seconda della loro temperatura.

• Pianeti gassosi - sono pianeti con massa superiore a 10 M⊕; essi presentano una elevata probabilita' di essere principalmente gassosi, cioe' costituiti soprattutto da idrogeno e da elio. Va tenuto in considerazione che i pianeti di grandi dimensioni, molto vicini alla loro stella, potrebbero aver perduto una parte o tutto il gas di cui erano originariamente costituiti.

Per poter fare la distinzione tra pianeti solidi e pianeti gassosi, nel 2016, sono stati effettuati degli studi che hanno portato a fissare un limite sul raggio pari a 1,6 raggi terrestri (il raggio equatoriale della Terra e' circa 6.378 km).