Подумай, мы назвали все звезды и планеты, а может, у них уже были свои имена?
љ Станислав Лем, "Солярис".
В последнее время мы с вами активно знакомимся с составом планетарной детсадовской группы. Активно - но все еще недостаточно плотно. Потому что до сих пор мы успели рассмотреть только две основные банды нашего детского сада- планеты-гиганты и планеты земной группы. Но среди сферических карапузов этого космического образовательного учреждения существует еще множество других шаек и формирований! Классификация любых небесных тел может основываться на совершенно различных их признаках, таких, как масса и скорость вращения, например. Поэтому сегодня мы рассмотрим основные принципы классификаций планет, коротко дадим характеристики каждой из них, а к более детальному рассмотрению каждой группы будем возвращаться в будущем.
Рассмотренные нами ранее группы экзопланет - газовые гиганты и планеты земного типа - входят в т.н. классификацию по Сударскому. Давид Сударский из Аризонского университета США выделил две этих группы планет, и, очевидно, руководствовался при работе над классификацией планет-гигантов поговоркой "встречают по одёжке", потому что в основе его классификации планет-гигантов лежит внешний вид планет в зависимости от температуры ее внешних слоев и ее альбедо (характеристика отражательной способности поверхности). По этой системе, банда планет-гигантов делится на 5 классов, которые обозначаются римскими цифрами.
Так, к классу I относятся планеты, укутанные аммиачными облаками. Они находятся во внешней части своих звездных систем и предпочитают лютый холод - необходимое условие их существования является температура ниже -120 ̊С. Их расчетное альбедо составляет 0,57, что значительно выше альбедо Юпитера или Сатурна (0,343 и 0, 342 соответственно). Такую разницу обеспечивает наличие фосфорных соединений в атмосферах планет Солнечной системы. То есть такие планеты расположены либо на большом удалении от звезды-воспитательницы, либо находятся на попечении слабой звезды, такой, как красный карлик.
В класс II переходят планеты более горячие, чем учатся в классе I. Их температура должна быть примерно -20 ̊С. Она делает их атмосферы слишком теплыми для образования аммиачных облаков, а вот для водных облаков такая температура подходит в самый раз. Расположены такие планеты либо ближе к родительской звезде, либо принадлежат к системе звезды более сильной, чем красный карлик. Поскольку водные облака очень хорошо отражают свет, то альбедо планет-гигантов II класса, или водных гигантов, очень высокое и составляет 0,81.
Учениками класса III становятся самые позитивные планеты-гиганты, чьи атмосферы не омрачены ни единым облачком - безоблачные планеты. Температура таких планет колеблется от 80 ̊С до примерно 350 ̊С, что делает их слишком теплыми для образования водяного пара. На вид эти планеты голубо-синие и безликие, как Уран или Нептун. Синий цвет им предает высокая концентрация метана в атмосфере. А вот альбедо этих планет сравнительно невысокое - всего 0,12. Расположены они близко к родительской звезде (в Солнечной системы они должны были бы занимать положение Меркурия).
К классу IV относятся планеты-горячие штучки, буквально пышущие жаром: их температура превышает 630 ̊С. При такой температуре диоксид углерода отбирает позицию доминирующего газа в атмосфере у метана. Кроме него, она включает пары щелочных металлов, которые при таких температурах испаряются, что обуславливает наличие их спектральных линий в атмосфере. Отсюда и название этого класса - планеты с сильными линиями спектра щелочных металлов. Облаков там немного и состоят они из паров железа и силикатов. Альбедо таких планет крайне низкое и составляет примерно 0,03 за счет высокой способности щелочных металлов к поглощению света. Поскольку температура таких планет достаточно высока, чтобы они начали светиться, то окрашены они в серый цвет с оттенками розового. Эти планеты очень близки к своим звездам-родительницам и, как правило, являются горячими юпитерами.
Наконец, в классе V учатся самые горячие газовые гиганты с температурами от 1100 ̊С, или же менее массивные и плотные планеты при меньших температурах. Их горячие сердца окутывают плотные слои облаков из паров железа и силикатов, а откликается этот класс на позывной "планеты с кремниевыми облаками". Благодаря таким облакам альбедо этих планет высокое и составляет 0,55. К этому классу относятся короткопериодичные горячие юпитеры, чья зеленовато-серая шкурка будет сама светиться красно-оранжевым цветом.
Следующий способ классификации планет уже отходит от их внешнего вида в сторону их внутреннего содержимого, однако все еще базируется на данных, во многом определяющих внешний вид карапузов, а именно на их массе.
Самые тяжеловесные ребятишки из них, зачастую еще и укутанные в толстые атмосферы - это планеты-гиганты или газовые гиганты. Как видно из последнего названия, они преимущественно состоят из газов - водорода и гелия - или, в иных случаях, из т.н. "льдов", т.е. летучих веществ в определенном агрегатном состоянии - воды, метана и аммиака (ледяные гиганты). Однако, среди них встречаются и скалистые планеты, похожие на Землю. Ледяные гиганты, как правило, чуть легче и менее массивны, чем газовые, но все же намного больше Земли. Они похожи на Уран и Нептун по массе.
Третье место по массе занимают мезопланеты - планетарные тела размером меньше Меркурия, но больше Цереры (карликовая планета, расположенная в поясе астероидов). Этот термин часто используется в астрономическом сообществе и был придуман Айзеком Азимовым, американским писателем-фантастом XXв. Исходя из предположения, что массивность планеты определяется ее линейным размером или объемом, диаметр мезопланет должен составлять 1000-5000км.
Четвертое место занимает переходная планета или газовый карлик, которая носит название мини-нептун. Ее масса составляет менее 10 земных масс, но она менее массивная, чем Уран и Нептун. Под плотной водно-гелиевой атмосферой покоятся горные породы с глубокими слоями льда или жидкими океанами, состоящими из воды и аммиака.
Объекты, размером больше планеты, но меньше звезды, включают в свой список коричневые либо суб-коричневые карлики и называются планетарами. Их масса недостаточна для начала термоядерных реакций, как внутри звезды.
На пятом месте расположились суперземли - планеты земной группы, чья масса больше земной, но меньше, чем у наименьших газовых гигантов Солнечной системы - Урана и Нептуна.
Почетное место в этой классификации занимает еще один "суперский" тип планет, а именно супер-юпитеры. К ним относятся более массивные, чем Юпитер, астрономические объекты.
И, наконец, завершают этот список планеты, существенно менее массивные, чем Земля и Венера - суб-земли.
Как и любые дети, планетарные карапузы не знают покоя, и все время носятся по своим орбитам. На различиях их орбитальных режимов основывается следующая классификация.
Циркумбинарные планеты требуют к себе повышенного родительского внимания и потому вращаются сразу вокруг двух звезд. А когда два объекта планетарной массы вращаются друг вокруг друга, их называют двойной планетой.
Вызывающий имидж эксцентричных юпитеров определяется их движением вокруг родительской звезды по эксцентричной орбите. Эксцентриситет орбиты - это безразмерный показатель, определяющий величину отклонения орбиты небесного тела, вращающегося вокруг звезды, от идеально ровной окружности. Значение 0 соответствует окружности, от 0 до 1 - эллипсу, 1 - параболическая орбита и более 1 - гипербола. Таким образом, эксцентричный юпитер - это газовый гигант, вращающийся вокруг своей звезды-родительницы по очень вытянутой орбите.
Экзопланетами называются планеты, обращающиеся не вокруг Солнца, а вокруг другой звезды, остатков звезды или коричневого карлика. Внегалактическими же планетами зовутся планеты за пределами Млечного Пути.
Сказочное имя носят планеты-златовласки. Орбиты таких планет расположены в пределах обитаемой зоны звезды (о ней мы скоро поговорим). Название позаимствовано из британской сказки XIXв. "Златовласка и три медведя", по сюжету которой девочка выбирает из наборов три предмета, игнорируя слишком экстремальные и предпочитая им те, что посредине, те, что "в самый раз".
К Горячим Юпитерам относятся внесолнечные планеты, чьи характеристики сопоставимы с Юпитером, но имеющие очень высокие температуры поверхностей из-за очень близкого расположения к родительской звезде (0, 015-0,5а.е.) С Горячими Нептунами мы тоже уже знакомы - это очень близко расположенные к своей родительской звезде планеты (менее 1а.е.) с массой, подобной массе Урана или Нептуна.
Орбиты низших планет лежат в пределах орбиты Земли. Орбиты внутренних планет лежат в пределах пояса астероидов. А внешние планеты - это планеты Солнечной системы, чьи орбиты расположены за пределом пояса астероидов. Наконец, орбиты высших планет лежат за пределами орбиты Земли.
Планеты-пульсары вращаются вокруг пульсара или быстро вращающейся нейтронной звезды.
Блуждающая планеты, или планета-сирота - это гипотетический вид объектов планетарной массы, который вращается не вокруг звезды, а непосредственно вокруг галактики.
Наконец, троянские планеты - это планеты, которые вращаются по одной орбите с другой планетой.
Последний способ классификации планет базируется уже на их "уме", по которому "провожают", а именно на их составе. Конечно, он во многом определяет внешний вид планет, как состояние нашего духа определяет, например, наш стиль. И все же это более глубинная классификация, чем только по внешнему виду.
Хтонические планеты представляют собой гипотетический класс газовых гигантов, лишенных своих атмосфер из-за близкого расположения к родительской звезде, которая "сдувает" с них эту оболочку. Помимо хтонических планет есть еще один тип планет, образующихся за счет "похудения", в этот раз - белого карлика с низкой массой. Это также гипотетический вид планет, по диаметру сопоставимый с обычными водородно-гелиевыми планетами той же массы.
Углеродные планеты также являются гипотетическим классом в этот раз планет земной группы, образующихся из протопланетных дисков, богатых углеродом, но бедных кислородом. Силикатные планеты состоят в основном из силикатных пород (тогда как четыре внутренних планеты Солнечной системы основаны на кремнии). Землеподобные же планеты состоят из углеродных или силикатных пород.
Безъядерные планеты - это планеты, подвергшиеся планетарной дифференциации, но не имеющие металлического ядра. Не стоит путать их с концепцией Полой Земли, о которой мы поговорим позднее.
Пустынными планетами называют планеты с очень малым количеством осадков, где запас грунтовых вод расположен по полюсам, а все остальное пространство покрывают жаркие пустыни. Такие планеты часто описывают писатели-фантасты. Примерами тому являются планета Арракис из цикла "Дюна" Фрэнка Герберта, или планеты из саги "Звездные войны" - Татуин, Геонозис и Джакка.
Газовыми бывают и карлики (планета с низкой массой, состоящая из водорода и гелия), и гиганты (массивная планета, состоящая из тех же элементов).
Гикеаны относятся к планетам-океанам. Это гипотетические теплые или даже горячие миры, с высоким удельным содержанием водорода в недрах экзопланеты, на ее поверхности (покрытой водой) и в атмосфере, которые могут оказаться пригодны для жизни.
Ледяных гигантов не стоит путать с ледяными планетами. Первые - это гигантские планеты, преимущественно состоящие изо "льдов", т.е. летучих веществ тяжелее водорода и гелия (вода, метан и аммиак). Вторые - это планеты с ледяной поверхностью, состоящие из глобальной криосферы.
Железная планета - также теоретический вид планет, состоящих из железного ядра либо с небольшой, либо вообще с отсутствующей мантией.
Лавовые планеты теоретически покрыты лавой. Пример такой планеты - вымышленный Мустафар из вселенной "Звездный Войн". А планета-океан, напротив, по большей части покрыта водой (но не состоит преимущественно из нее, как гикеан).
Рыхлые планеты известны также как горячие Сатурны, которые при большом размере обладают очень низкой плотностью (менее 0,5 г/см³).
На этом мы заканчиваем разбор видов классификаций планет. Нам осталось лишь поговорить о планетах с точки зрения мифологии и фольклора, но это в следующий раз!