Câte planete asemănătoare Pământului sunt în jurul stelelor asemănătoare soarelui? – ScienceDaily


Un nou studiu oferă cea mai precisă estimare a frecvenței în care planetele care sunt similare cu Pământul ca mărime și la distanță de steaua lor gazdă apar în jurul stelelor similare cu Soarele nostru. Cunoașterea ritmului în care apar aceste planete potențial locuibile va fi importantă pentru proiectarea viitoarelor misiuni astronomice pentru a caracteriza planetele stâncoase din apropiere în jurul stelelor asemănătoare soarelui care ar putea susține viața. O lucrare care descrie modelul apare pe 14 august 2019 în The Astronomical Journal.

Mii de planete au fost descoperite de telescopul spațial Kepler al NASA. Kepler, lansat în 2009 și retras de NASA în 2018, când și-a epuizat aprovizionarea cu combustibil, a observat sute de mii de stele și a identificat planete în afara sistemului nostru solar – exoplanetele – prin documentarea evenimentelor de tranzit. Evenimentele de tranzit se produc atunci când orbita unei planete trece între stea și telescop, blocând o parte din lumina stelei, astfel încât aceasta să se întunece. Măsurând cantitatea de întunecare și durata dintre tranzite și folosind informații despre proprietățile stelei, astronomii caracterizează mărimea planetei și distanța dintre planetă și steaua gazdă.

"Kepler a descoperit planete cu o mare varietate de dimensiuni, compoziții și orbite", a declarat Eric B. Ford, profesor de astronomie și astrofizică la Penn State și unul dintre liderii echipei de cercetare. "Vrem să folosim acele descoperiri pentru a ne îmbunătăți înțelegerea formării planetei și pentru a planifica misiunile viitoare pentru a căuta planete care ar putea fi locuibile. Cu toate acestea, doar numărarea exoplanetelor de o anumită dimensiune sau distanță orbitală este înșelătoare, deoarece este mult mai greu să găsești mici planetele mai departe de steaua lor decât să găsească planete mari aproape de steaua lor. "

Pentru a depăși acest obstacol, cercetătorii au proiectat o nouă metodă pentru a deduce rata apariției planetelor pe o gamă largă de dimensiuni și distanțe orbitale. Noul model simulează „universuri” de stele și planete și apoi „observă” aceste universuri simulate pentru a determina câte dintre planete ar fi fost descoperite de Kepler în fiecare „univers”.

„Am folosit catalogul final al planetelor identificate de Kepler și îmbunătățirea proprietăților stelelor din nava spațială Gaia a Agenției Spațiale Europene pentru a construi simulările noastre”, a declarat Danley Hsu, student absolvent la Penn State și primul autor al lucrării. "Prin compararea rezultatelor cu planetele catalogate de Kepler, am caracterizat rata planetelor pe stea și modul în care aceasta depinde de dimensiunea planetei și distanța orbitală. Noua noastră abordare a permis echipei să explice mai multe efecte care nu au fost incluse în studiile anterioare .“

Rezultatele acestui studiu sunt deosebit de relevante pentru planificarea misiunilor spațiale viitoare pentru a caracteriza planetele potențial asemănătoare Pământului. În timp ce misiunea Kepler a descoperit mii de planete mici, majoritatea sunt atât de departe încât este dificil pentru astronomi să afle detalii despre compoziția și atmosfera lor.

„Oamenii de știință sunt interesați în special de căutarea biomarkerilor – molecule indicatoare ale vieții – în atmosfera planetelor aproximativ de dimensiuni ale Pământului care orbitează în„ zona locuibilă ”a stelelor asemănătoare Soarelui”, a spus Ford. "Zona locuibilă este o gamă de distanțe orbitale la care planetele ar putea sprijini apa lichidă pe suprafețele lor. Căutarea dovezilor de viață pe planetele de mărimea Pământului în zona locuibilă a stelelor asemănătoare soarelui va necesita o nouă misiune spațială nouă."

Cât de mare trebuie să fie această misiune va depinde de abundența planetelor de dimensiunea Pământului. NASA și Academiile Naționale de Știință explorează în prezent concepte de misiune care diferă substanțial în ceea ce privește dimensiunile și capacitățile acestora. Dacă planetele de dimensiunea Pământului sunt rare, atunci cele mai apropiate planete similare Pământului sunt mai îndepărtate și va fi necesară o misiune mare, ambițioasă, de a căuta dovezi de viață pe planetele potențial similare Pământului. Pe de altă parte, dacă planetele de dimensiunea Pământului sunt comune, atunci vor exista exoplanete de dimensiunea Pământului care orbitează stele care sunt aproape de soare, iar un observator relativ mic poate fi capabil să studieze atmosfera lor.

"În timp ce majoritatea stelelor observate de Kepler sunt de obicei la mii de ani-lumină distanță de Soare, Kepler a observat un eșantion suficient de mare de stele încât putem realiza o analiză statistică riguroasă pentru a estima rata planetelor de dimensiuni ale Pământului în zona locuibilă. a stelelor asemănătoare cu soarele din apropiere ". spuse Hsu.

Pe baza simulărilor lor, cercetătorii estimează că planetele foarte apropiate de Pământ, ca mărime, de la trei sferturi la o jumătate și jumătate de dimensiune a pământului, cu perioade orbitale cuprinse între 237 și 500 de zile, au loc în jur de aproximativ unul în patru stele. Important, modelul lor cuantifică incertitudinea din această estimare. Ei recomandă ca misiunile viitoare de găsire a planetei să planifice o rată adevărată, care variază de la aproximativ o planetă la 33 de stele până la aproape o planetă pentru fiecare două stele.

"Știind cât de des ar trebui să ne așteptăm să găsim planete de o anumită dimensiune și perioadă orbitală este extrem de util pentru optimizarea sondajelor pentru exoplanete și pentru proiectarea misiunilor spațiale viitoare pentru a maximiza șansele lor de succes", a spus Ford. "Penn State este un lider în realizarea metodelor statistice și computationale de ultimă generație în analiza observațiilor astronomice pentru a aborda aceste tipuri de întrebări. Institutul nostru pentru CyberScience (ICS) și Centrul pentru Astrostatistică (CASt) oferă infrastructură și sprijin asta face posibil aceste tipuri de proiecte ".

Centrul pentru Exoplanetele și Lumile Habitate din Penn State include facultăți și studenți care sunt implicați în întregul spectru de cercetare extrasolară a planetei. O echipă Penn State a construit Habitable Zone Planet Finder, un instrument de căutare a planetelor cu masă scăzută în jurul stelelor cool, care a început recent operațiunile științifice la Telescopul Hobby-Eberly, din care Penn State este un partener fondator. Un al doilea spectrograf construit de statul Penn este testat înainte de a începe un sondaj complementar pentru a descoperi și măsura masele planetelor cu masă mică în jurul stelelor asemănătoare soarelui. Acest studiu face predicții pentru ce vor găsi astfel de sondaje ale planetei și va ajuta la furnizarea contextului pentru interpretarea rezultatelor lor.

Pe lângă Ford și Hsu, echipa de cercetare include Darin Ragozzine și Keir Ashby la Brigham Young University. Cercetarea a fost susținută de NASA; Fundația Națională de Știință a SUA (NSF) și Eberly College of Science, Departamentul de Astronomie și Astrofizică, Centrul pentru Exoplanete și Lumile Habitate și Centrul pentru Astrostatistică din Penn State. Resursele și serviciile de calcul avansate au fost furnizate de Penn State Institute pentru CyberScience, inclusiv clusterul CyberLAMP finanțat de NSF.

Sursa povestirii:

materiale furnizat de Penn State. Original scris de Sam Sholtis. Notă: Conținutul poate fi editat pentru stil și lungime.

.



Cititi mai mult pe sciencedaily.com

Lasă un răspuns