Sistem Klasifikasi Planet Ekstrasolar Sudarsky

Sistem klasifikasi planet ekstrasolar Sudardsky adalah sebuah sistem klasifikasi teoretis untuk memprediksi tampilan planet-planet gas raksasa ekstrasolar berdasarkan temperatur masing-masing planet.

Sistem ini pertama kali dipaparkan oleh David Sudarsky et al. di dalam sebuah makalah berjudul Albedlo and Reflection Spectra of Extrasolar Giant Planets dan dijabarkan dalam Theoretical Spectra and Atmospheres of Extrasolar Giant Planets yang diterbitkan jauh sebelum dilakukannya pengamatan langsung maupun tidak langsung terhadap atmosfer sebuah planet ekstrasurya.

Sistem ini adalah sebuah sistem klasifikasi yang sangat umum dan bertujuan untuk "merapikan" pengetahuan tentang atmosfer-atmosfer pelbagai planet gas raksasa ekstrasurya yang penuh variasi.

Di dalam sistem klasifikasi ini, planet-planet gas dikelompokkan menjadi lima kelas yang diberi nomor Latin secara berurutan sesuai dengan sifat-sifat fisik atmosfer yang ditentukan berdasarkan model. Dari sistem tata surya kita sendiri, ada dua planet yang tercakup dalam klasifikasi Sundarsky, yaitu Saturnus dan Jupiter, yang masuk dalam Kelas I.

Tampilan planet-planet yang bukan merupakan planet gas tidak dapat diprediksi dengan sistem Sundarsky, misalnya planet-planet terrestrial seperti Bumi dan OGLE-2005-BLG-390Lb (5,5 kali massa Bumi), atau raksasa-raksasa es seperti Uranus (14 kali massa Bumi) dan Neptunus (17 kali massa Bumi).

Latar Belakang

Tampilan sebagian besar dari planet ekstrasolar sebenarnya sulit sekali untuk ditetapkan karena adanya kesulitan untuk melakukan pengamatan langsung terhadap planet-planet tersebut. Selain itu, analogi-analogi atau penyamaan-penyamaan dengan sistem tata surya kita hanya dapat diberlakukan pada sebagian kecil planet ekstrasolar saja karena sebagian besar dari planet-planet ekstrasurya itu sangat tidak mirip dengan planet-planet dalam keluarga Matahari, misalnya "Hot Jupiters".

Planet-planet yang sedang melakukan transit terhadap bintang induk dapat dipetakan secara spektrografis, misalnya HD 189733b. Planet ini telah diperlihatkan memiliki warna biru dengan albeldo lebih besar dari (atau lebih terang) 0.14. Sebagian besar dari planet-planet tersebut adalah Hot Jupiters.

Spekulasi tentang tampilan dari pelbagai planet ekstrasurya hingga kini masih tergantung pada permodelan yang dilakukan dengan komputer atas atmosfer dari planet semacam itu, misalnya permodelan tentang bagaimana profil temperatur/tekanan dan komposisi atmosfer akan bereaksi terhadap insolasi secara berbeda-beda.

Kelas-kelas Planet

Kelas I: Awan Ammonia

Planet di kelas ini memiliki tampilan yang didominasi oleh awan amonia. Planet-planet ini ditemukan di kawasan terluar dari suatu sistem planet. Mereka tinggal dalam kawasan yang memiliki temperatur kurang dari sekitar 150 kelvin (-120 derajat Celcisu)/-190 derajat Fahrenheit). Bond albeldo terprediksi dari sebuah planet Kelas I di sekitar sebuah bintang seperti Matahari adalah 0.57 -- bandingkan dengan nilai 0.343 pada Jupiter dan 0.342 pada Saturnus.

Selisih tersebut diperoleh dengan memperhitungkan kondensat non-ekuilibrium seperti tholin atau fosfor, yang menyebabkan timbulnya warna pada awan Jupiter dan tidak dibuatkan modelnya dalam perhitungan.

Temperatur bagi sebuah planet Kelas I mensyaratkan adanya sebuah bintang yang dingin atau paling tidak perihelion yang sangat jauh relatif terhadap orbit planet tersebut. Bintang-bintang dingin yang dimaksud di sini mungkin terlalu kabur bagi kita dan orbit planet tersebut mungkin terlalu sukar diperhitungkan hingga dilakukannya pelbagai pengamatan terhadap "tahun" (periode) orbit tersebut (Hukum Kepler Ketiga).

Planet-planet Superjovian (lebih besar daripada Jupiter) tentu akan memiliki massa yang cukup besar agar dapat diimprovisasi dalam pengamatan, namun sebuah planet Superjovian yang usianya hampir sama dengan Jupiter tentu memiliki tingkat pemanasan internal lebih besar daripada planet tersebut, yang akan menyebabkannya lebih tepat dimasukkan ke dalam kelas yang lebih tinggi.

Hingga tahun 2000, Kelas I dalam makalah Sudarksy hanya berisi Jupiter dan Saturnus.

Kelas II: Awan Air

Planet-planet yang tercakup di dalam kelas II terlalu hangat untuk awan amonia. Awan planet-planet tersebut justru terbentuk dari uap air. Tipe planet ini muncul jika berada dalam kawasan dengan temperatur di bawah 250 K. Awan air bersifat lebih reflektif daripada awan amonia.

Bond albeldo terprediksi dari sebuah planet Kelas II di sekitar sebuah bintang yang mirip Matahari adalah 0.81. Walaupun awan pada planet semacam itu tentu akan sangat mirip dengan awan di Bumi, namun atmosfernya secara keseluruhan akan lebih banyak tersusun dari hidrogen dan moleku-molekul kaya hidrogen seperti metana.


Benda-benda angka luar angkasa yang tercakup di dalam kelas II adalah 47 Ursae majoris b dan Upsilon Andromedae d (harus ditekankan bahwa massa Upsilon Andromedae ternyata jauh lebih besar daripada yang pernah diperkirakan).

Kelas III: Tanpa Awan

Planet dengan temperatur ekuilibrium antara 350 K (170 derajat F, 80 derajat C) dan 800 K (980 derajat F, 530 derajat C) tidak membentuk selimut awan global karena kekurangan bahan-bahan kimia di dalam atmosfernya untuk membentuk awan.

Planet semacam ini akan tampak sebagai bola biru tanpa tekstur yang disebabkan adanya persebaran dan absorbsi Rayleigh oleh metana di dalam atmosfersehingag tampak seperti versi-Jovian-nya Uranus dan Neptunus. Karena kurangnya lapisan awan yang reflektif, Bond albeldo-nya renda, hanya sekitar 0.12 untuk sebuah planet Kelas III yang mengorbit sebuah bintang yang mirip Matahari. Planet-planet ini terdapat di dalam kawasan dalam pada sebuah sistem planet, kira-kira pada posisi yang sama dengan Merkurius dalam keluarga Matahari.

Exoplanet yang tercakup dalam Kelas III adalah Gliese 876 b dan Upsilon Andromedae c. Di atas 700 K (800 derajat F, 439 derajat c), sulfat dan klorida mungkin menyebabkan timbulnya awan yang mirip awan sirus.

Kelas IV: Metal-metal Alkali

Di atas 900 K (630 derajat C/1160 derajat F), karbon monoksida menjadi molekul pembawa karbon yang dominan di dalam atmosfer sebuah planet (bukan lagi metana). Di dalam spektrum planet tersebut juga diprediksi terdapat banyak sekali metal-metal alkali, seperti sodium dan potasium.

Planet semacam ini membentuk lapisan awan silkat dan besi di lapisan-lapisan terbawah atmosfer walaupun diperkirakan tidak mempengaruhi spektrum planet tersebut. Bond albeldo dari sebuah planet Kelas IV di sekitar bintang yang mirip Matahari sangat rendah, yaitu 0.03, karena besarnya absorbsi oleh metal-metal alkali. Planet-planet di Kelas IV dan V dikenal sebagai Hot Jupiters. Planet yang termasuk ke dalam Kelas IV adalah 55 Cancri b.

HD 209458 b pada temperatur 1300 K (1000 derajat C) dapat menjadi planet semacam itu, dengan albedeo geometris sebesar nol. Pada tahun 2001, NASA menyaksikan atmosfer sodium pada saat bintang tersebut transit -- namun dengan kadar yang lebih kecil daripada perkiraan. Bintang ini dilingkupi oleh lapisan awan atas yang menyerap begitu banyak panas sehingga lapisan di bawahnya relatif lebih dingin.

Komposisi awan gelap ini, di dalam model Sudarsky, diasumsikan terdiri dari titanium/vanadium oksida (kadang-kadang disingkat menjadi "TiOV"), berdasarkan analogi dengan bintang-bintang kerdil kelas M, namun hingga kini komposisi sebenarnya masih belum diketahui.

Kelas V: Awan Silikat

Pada planet-planet gas yang paling membara, dengan suhu di atas 1400 K (2100 derajat F, 1100 derajat C) atau planet-planet yang lebih dengan gravitasi yang lebih kecil daripada Jupiter, lapisan awan silikat dan besi diperkirakan terbentang luas di atmosfer. Bond albeldo terprediksi untuk sebuah planet Kelas V di sebuah bintang yang mirip Matahari adalah 0.55. Hal ini terjadi berkat adanya pantulan oleh lapisan awan tersebut.

Pada suhu setinggi itu, sebuah planet Kelas V akan tampak merah membara karena adanya radiasi thermal. bagi bintang-bintyang dengan magnitudo visual lebih kecil daripada 4.50 di angkasa kita, planet semacam ity secara teoretis akan terlihat dengan instrumen kita. Contohnya adalah planet 51 Pegasi b.