Vau! Mis siis, kui ühel neljal päikesetaolisel tähel on Maa?

Kunstniku kontseptsioon Kepleri kosmoseteleskoobist planeetide ja tähtede taustal. Kepler avastas enam kui 1000 4000-st teadaolevast eksoplaneedist. Nüüd on teadlaste hinnangul Kepleri andmete põhjal ühel neljal päikesetaolisel tähel vähemalt üks planeet, mis on umbes sama suur kui Maa. Pilt NASA / Amesi uurimiskeskuse kaudu / W. Stenzel / D. Rutter / Penn State uudised.

Mitu Maa-suurust planeeti - mis tiirleb nende tähe elustatavas tsoonis, kus võiks esineda vedelat vett - on meie Linnutee galaktikas väljas? Teadlased on eksoplaneete planeedil avastanud viimastel aastatel tuhandete kaupa ja nüüd on neil parem ettekujutus, mis sellele küsimusele vastuse annab. Penn State'i ülikooli uue uuringu kohaselt, mis põhineb Kepleri kosmoseteleskoobi andmetel, selgub, et ühel neljandal päikesetaolisel tähel peaks olema vähemalt üks Maaga sarnase suurusega planeet ja tiirleb selle tähe asustatavas tsoonis.

Tulemusi kirjeldav uus eelretsenseeritud paber ilmus ajakirjas The Astronomical 14. augustil 2019.

On selge, et see on põnev uuring! Sellel on otsene mõju elu võimalikkusele teistes maailmades. Meie galaktikas on kokku umbes 200 miljardit tähte ja umbes 10 protsenti neist on päikesetaolised tähed. See on 20 miljardit päikesetaolist tähte ja kui veerandil neist on vähemalt üks neist Maa-suurustest planeetidest, siis ainuüksi meie galaktikas on see 5 miljardit !

Kunstniku kontseptsioon Kepler-186f-st, Maa suurusest eksoplaneedist, mis tiirleb Maast 582 valgusaasta kaugusel punast kääbustähte. Ainuüksi meie galaktikas võiks selliseid miljardeid maailmu olla. Pilt NASA Amesi / SETI Instituudi / JPL – Caltech / Astrobiology Magazine kaudu.

Täpsemalt, teadlaste hinnangul leidub Maaga peaaegu sama suurusega planeete, mille läbimõõt on 3/4 kuni 1/2-kordne ja mille orbitaalperioodid on vahemikus 237 kuni 500 päeva, umbes umbes neljas päikesesarnases tähes. Ebakindluse arvessevõtmiseks soovitavad nad tulevaste planeetide leidmise missioonide kavas esinemissagedust, mis ulatub nii madalast kui umbes üks planeet iga 33 tähe kohta ja lõpeb kuni peaaegu ühe planeediga iga kahe tähe kohta. Penn State'i astronoomia ja astrofüüsika professori Eric B. Fordi sõnul:

Teadmine, kui sageli peaksime ootama kindla suuruse ja orbiidiperioodi planeetide leidmist, on äärmiselt kasulik eksoplaneetide planeerimise uuringute optimeerimiseks ja eelseisvate kosmosemissioonide kavandamiseks, et maksimeerida nende õnnestumisvõimalusi. Penni osariik on liider astronoomiliste vaatluste analüüsimisel kaasaegseima taseme statistiliste ja arvutuslike meetodite toomisel, et lahendada selliseid küsimusi. Meie Küberteaduste Instituut (ICS) ja Astrostatistika Keskus (CASt) pakuvad infrastruktuuri ja tuge, mis muudab seda tüüpi projektid võimalikuks.

Enamik seni tegelikult leitud Maa suuruse planeete on Kepleri kosmoseteleskoobi abil avastatud. Kuid Ford võib selgitada, et neid võib olla keeruline leida:

Kepler avastas mitmesuguste suuruste, kompositsioonide ja orbiitidega planeete. Tahame neid avastusi kasutada selleks, et parandada oma arusaamist planeedi moodustumisest ja kavandada tulevasi missioone, et otsida planeete, mis võiksid olla elamiskõlblikud. Antud suuruse või orbitaalkaugusega eksoplaneetide lihtsalt arvestamine on aga eksitav, kuna nende tähest kaugel asuvaid väikeseid planeete on palju raskem leida kui nende tähe lähedalt suuri planeete.

39, 6 valgusaasta kaugusel asuval planeedisüsteemil TRAPPIST-1 (kunstniku kontseptsioon) on vähemalt 7 Maa suurust kivist planeeti, sealhulgas 3 asustatavas tsoonis. Kas kellelgi neist võiks olla elu? Pilt NASA / JPL-Caltechi kaudu.

Niisiis, kuidas kasutasid teadlased Kepleri andmeid, et teha kindlaks, kui palju Maa suuruseid potentsiaalselt asustatavaid planeete seal on?

Nad kavandasid uue meetodi, mis võimaldab järeldada planeetide esinemissagedust laias suuruses ja orbitaalkaugustes vahemikes, mitte ainult planeete, mis on uuringu põhirõhk. Uus mudel simuleerib tähtede ja planeetide “universumeid” ja seejärel “vaatab” neid simuleeritud universumeid, et teha kindlaks, kui palju planeete oleks Kepler avastanud igas “universumis”. Nagu Danny Hsu, Penn State'i kraadiõppur, edasi selgitas:

Meie simulatsioonide ehitamiseks kasutasime Kepleri tuvastatud planeetide lõplikku kataloogi ja täiustatud omadusi Euroopa Kosmoseagentuuri Gaia kosmoselaeval. Võrreldes tulemusi Kepleri kataloogitud planeetidega, iseloomustasime planeetide kiirust tähe kohta ja kuidas see sõltub planeedi suurusest ja orbitaalkaugusest. Meie uudne lähenemisviis võimaldas meeskonnal arvestada mitmete mõjudega, mida pole varasemates uuringutes käsitletud.

Kui enamik tähti, mida Kepler vaatles, asub tavaliselt tuhandete valgusaastate kaugusel päikesest, siis Kepler vaatles piisavalt suurt tähtede valimit, mille abil saame teha ranget statistilist analüüsi, et hinnata Maa suuruse planeetide kiirust läheduses asuvate asustamistsoonis päikese moodi tähed.

Mitu muud maailma? Mitu võimalikku tsivilisatsiooni? Pilt Manish Mamtani kaudu.

Selle uuringu tulemusi saab nüüd kasutada tulevaste kosmoseteleskoopide, näiteks James Webbi kosmoseteleskoobi (JWST) kavandamisel, mis võimaldavad uurida mõne sellise maailma atmosfääri ja otsida biomarkerite märke - gaase nagu hapnik või metaan - see võib viidata elule. Fordi sõnul:

Teadlased on eriti huvitatud biomarkerite - elule viitavate molekulide - otsimisest umbkaudu Maa suuruste planeetide atmosfääris, mis tiirlevad päikesesarnaste tähtede "elamispiirkonnas". Asustatav tsoon on vahemik orbitaalkaugusi, mille kaugusel planeedid võiksid oma pindadele vedelat vett toetada. Päikesesarnaste tähtede asustatavas tsoonis Maa-suurustel planeetidel tõendite otsimine nõuab suurt uut kosmoseülesannet.

Mitte nii kaua aega tagasi ei teadnud me, kas mõnel teisel tähel on neid tiirlevaid planeete. Nüüd oleme teada saanud, et enamik neist teeb seda ja kui rääkida meie enda päikesega sarnastest tähtedest, on vähemalt neljandikul neist maailmad, mis võiksid sarnaneda meie omadega ...

Alumine rida: Uus uuring, milles kasutatakse Kepleri kosmoseteleskoobi andmeid, võib arvata, et meie galaktikas võib nende tähe asustatavas tsoonis ringi liikuda palju maakera suuruseid maailmu. Meie galaktikas Linnutee on kokku umbes 200 miljardit tähte ja umbes 20 miljardit päikesetaolist tähte. Kui ühel neljal päikesetaolisel tähel on vähemalt üks Maa suurune planeet, on see ainuüksi meie galaktikas 5 miljardit maailma!

Allikas: FGK tähte tiirlevate planeetide esinemissagedus: Kepler DR25, Gaia DR2 ja Bayesian järelduse kombineerimine

Penni osariigi uudiste kaudu