Сколько землеподобных планет вокруг солнцеподобных звезд?

Новое исследование обеспечивает наиболее точную оценку частоты, что планеты, похожие на Землю по размеру и в расстоянии от своей звезды хозяина происходят вокруг звезд, подобных нашему Солнцу. Зная скорость, что эти потенциально обитаемые планеты возникнут будут иметь важное значение для проектирования будущих астрономических миссий охарактеризовать поблизости скалистых планет вокруг солнцеподобных звезд, которые могли бы поддержать жизнь. Документ, описывающий модель появится 14 августа 2019 в Астрономический журнал.

Тысячи планет были обнаружены с помощью космического телескопа НАСА Kepler. Кеплер, который был запущен в 2009 году и на пенсии НАСА в 2018 году, когда он исчерпал свой запас топлива, наблюдали сотни тысяч звезд и определили планет за пределами нашей Солнечной системы-экзопланеты — путем документирования транзитных событий. Транзиты происходят события, когда планеты по орбите, проходит между звездой и телескопом, блокируя часть света звезды, так что он кажется тусклым. Путем измерения количества яркости и длительности между переходами и используя информацию о свойствах звезды астрономы характеризуют размер планеты и расстоянием между планетой и ее звездой.

«Кеплер обнаружил планеты с большим разнообразием размеров, состава и орбит,» сказал Эрик Б. Форд, профессор астрономии и астрофизики в Университете штата Пенсильвания и один из руководителей исследовательской группы. «Мы хотим использовать эти открытия, чтобы улучшить наше понимание формирования планет и планировать будущие миссии по поиску планет, на которых может быть обитаемой. Однако, простой подсчет экзопланетах определенного размера или орбитальное расстояние вводит в заблуждение, так как это намного труднее найти малых планет вдали от своей звезды, чем найти большие планеты близко к своей звезде.»

Чтобы преодолеть это препятствие, исследователи разработали новый метод определения частоты встречаемости планет в широком диапазоне размеров и орбитальных расстояний. Новая модель имитирует «вселенных» звезд и планет, а затем наблюдает эти модели вселенных, чтобы определить, сколько планет были обнаружены Кеплером в каждой вселенной.’

«Мы использовали окончательной каталоге планет определены Кеплером и улучшенные звезды из космического корабля Европейского космического агентства Gaia, чтобы строить наши расчеты», — сказал Данлей Герой Советского Союза, выпускник Пенсильванского университета и первый автор бумаги. «Сравнивая результаты для планет Кеплера каталогизированы, охарактеризованы уровень планет, на звезду, и как это зависит от размера планеты и орбитального расстояния. Наш новаторский подход позволил команде учитывать несколько эффектов, которые не были включены в предыдущих исследованиях».

Результаты этого исследования особенно важны для планирования будущих космических миссий к потенциально характеризовать планеты земного типа. Хотя миссия Кеплер обнаружил тысячи малых планет, большинство из них так далеко, что это трудно для астрономов, чтобы узнать подробности о своем составе и атмосфер.

«Ученые особенно заинтересованы в поиске биомаркеров — молекулы свидетельствует о жизни в атмосфере около Земли-по размерам планеты, орбите в обитаемой зоне солнцеподобных звезд,» сказал Форд. «Обитаемая зона-это диапазон орбитальных расстояниях, в котором планеты могут поддерживать жидкую воду на своей поверхности. Поиск доказательств жизни на Земле-размер планет в обитаемой зоне солнцеподобных звезд потребует большие новый космический полет».

Как большой, что миссии нужно будет зависеть от изобилия Земли-размер планет. В настоящее время NASA и Национальной академии наук изучают понятия миссии, которые существенно различаются по размеру и своим возможностям. Если Земля-размер планет встречаются редко, то ближайшие планеты земного типа находятся дальше и большой, амбициозной миссии будет необходимо для поиска доказательств жизни на потенциально землеподобных планет. С другой стороны, если Земля-размер планет являются общими, тогда будет с Землей, размер экзопланет, вращающихся вокруг звезд, которые находятся близко к Солнцу и относительно небольшая обсерватория сможете изучить их атмосфер.

«В то время как большинство звезд, Кеплер, наблюдаемое обычно в тысячах световых лет от Солнца, Кеплер наблюдается достаточно большой выборки звезд, которые мы можем провести тщательный статистический анализ для оценки уровня земли-размер планет в зоне обитаемости ближайших солнцеподобных звезд.», сказал Сюй.

На основе их моделирования, исследователи подсчитали, что планеты очень близка к Земле по размеру, от трех четвертей до одной с половиной раза больше Земли, с орбитальных периодов, начиная с 237 до 500 дней, происходят примерно в четыре звезды. Главное, что их модель позволяет количественно оценивать неопределенность в оценке. Они рекомендуют, что будущее планеты-миссии по установлению плана для истинного ставка, которая колеблется от низкого об одной планеты за каждые 33 звезды так высоко, как почти одна планета за каждые две звезды.

«Зная, как часто мы должны ожидать, чтобы найти планеты в заданный размер и орбитальный период чрезвычайно полезно для оптимизации исследований экзопланет и дизайн предстоящих космических полетах, чтобы максимизировать свои шансы на успех», — сказал Форд. «Университет-лидер в привлечении государство-оф-искусство статистические и вычислительные методы для анализа астрономических наблюдений для решения такого рода вопросов. Наш институт CyberScience (ICS) и Центр Astrostatistics (литой) обеспечивают инфраструктуру и поддержку, что делает эти типы возможных проектов».

Центра экзопланет и обитаемых миров в Университете штата Пенсильвания включает в себя преподавателей и студентов, которые принимают участие в полном спектре научных исследований внесолнечных планеты. Состояние команды Penn причине обитаемой зоне планеты, Искатель, прибор для поиска маломассивных планет вокруг холодных звезд, которые в последнее время стали научные операции на телескопе хобби-Эберли, который штата Пенсильвания является одним из основателей партнером. Второе государство-построили Пенн спектрографа находится в тестовом режиме до начала дополнительного обследования для обнаружения и измерения масс маломассивных планет вокруг солнцеподобных звезд. Это исследование делает прогнозы на то, что такие опросы планете найдет и поможет обеспечить контекст для интерпретации их результатов.

Кроме Форда и Хсу, научно-исследовательская группа включает Ragozzine Дарин и Кейра Эшби в университете имени Бригама Янга. Работа выполнена при финансовой поддержке НАСА, Национального научного фонда США (NSF); и Eberly колледж науки, кафедра астрономии и астрофизики Центра экзопланет и обитаемых миров, и Центр Astrostatistics в Университете штата Пенсильвания. Расширенные вычислительные ресурсы и услуги были предоставлены государственного института Пенн для CyberScience, в том числе НФС финансируемых кластера CyberLAMP.

сделать разницу: спонсорские возможности