Όπως αναφέραμε πρόσφατα, η πιθανότητα εύρεσης κατοικήσιμων κόσμων στο μέγεθος της Γης φαίνεται να γίνεται όλο και καλύτερη. Αλλά τώρα οι πιο πρόσφατοι υπολογισμοί από ένα νέο χαρτί που κυκλοφόρησε αυτή την εβδομάδα είναι σχεδόν συγκλονιστικοί. Χρησιμοποιώντας αυτό που οι συγγραφείς αποκαλούν μια «πολύ προσεκτική παρέκταση» του ρυθμού των μικρών πλανητών που παρατηρούνται γύρω από τα αστέρια νάνων M από το διαστημικό σκάφος Kepler, εκτιμούν ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν πάνω από 100 δισεκατομμύρια κόσμους στο μέγεθος της Γης στις κατοικήσιμες ζώνες του M νάνου ή του κόκκινου νάνου. αστέρια στον γαλαξία μας. Και δεδομένου ότι ο πληθυσμός αυτών των ίδιων των αστεριών υπολογίζεται ότι είναι περίπου 100 δισεκατομμύρια στον Γαλαξία μας, αυτός είναι - κατά μέσο όρο - ένας κόσμος στο μέγεθος της Γης για κάθε άστρο κόκκινου νάνου στον γαλαξία μας.
Ουάου.
Και δεδομένου ότι το ηλιακό μας σύστημα περιβάλλεται από κόκκινους νάνους - πολύ δροσερά, πολύ αμυδρά αστέρια που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι (λιγότερο από το ένα χιλιοστό της φωτεινότητας του Ήλιου) - αυτοί οι κόσμοι θα μπορούσαν να είναι κοντά, ίσως και 7 έτη φωτός Μακριά.
Με τη βοήθεια του αστρονόμου Darin Ragozzine, ενός μεταδιδακτορικού συνεργάτη στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα που συνεργάζεται με την αποστολή Kepler ( δείτε τη συνέντευξή μας στο Hangout μαζί του πέρυσι ), ας ρίξουμε μια ματιά στα πρόσφατα ευρήματα που έφεραν αυτή την τελευταία εκπληκτική προβολή.
Τον Φεβρουάριο, είχαμε αναφέρει σχετικά ευρήματα από την Courtney Dressing και τον Dave Charbonneau από το Κέντρο Αστροφυσικής που είπε ότι περίπου το 6% των ερυθρών νάνων αστέρων θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν κατοικήσιμους πλανήτες στο μέγεθος της Γης. Αλλά από τότε, ο Dressing και ο Charbonneau συνειδητοποίησαν ότι είχαν ένα σφάλμα στον κώδικά τους και το έχουναναθεωρήθηκετη συχνότητα ναδεκαπέντε%, όχι 6%. Αυτό υπερδιπλασιάζει τις εκτιμήσεις.
Μετά, απλά αυτή την εβδομάδα αναφέραμε πώς ο Ravi Kopparapu από το Πανεπιστήμιο Penn State και το Εικονικό Πλανητικό Εργαστήριο στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον πρότειναν ότι η κατοικήσιμη ζώνη γύρω από τους πλανήτες θα πρέπει να επαναπροσδιοριστεί, με βάση νέα, πιο ακριβή δεδομένα που απομακρύνουν τις κατοικήσιμες ζώνες από τα αστέρια από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Η εφαρμογή της νέας κατοικήσιμης ζώνης στους κόκκινους νάνους ωθεί το κλάσμα των ερυθρών νάνων που έχουν κατοικήσιμους πλανήτες πιο κοντά σεπενήντα%.
Το γράφημα δείχνει αισιόδοξα και συντηρητικά όρια κατοικήσιμων ζωνών γύρω από δροσερά, χαμηλής μάζας αστέρια. Οι αριθμοί δείχνουν τα ονόματα των γνωστών υποψηφίων πλανητών Κέπλερ. Το κίτρινο χρώμα αντιπροσωπεύει υποψηφίους με ακτίνα γης μικρότερη από 1,4 φορές. Το πράσινο χρώμα αντιπροσωπεύει υποψήφιους πλανήτες μεταξύ 1,4 και 2 ακτίνας της Γης. Πίστωση: Penn State.
Αλλά τώρα, το νέο έγγραφο που υποβλήθηκε στο arXiv αυτή την εβδομάδα, ' Η κατανομή της ακτίνας των μικρών πλανητών γύρω από τα δροσερά αστέρια » από τον Tim Morton και τον Jonathan Swift (φοιτητής και μεταδιδάκτορας από το ExoLab του Caltech) διαπιστώνει ότι υπάρχει μια πρόσθετη διόρθωση στους αριθμούς από τους αριθμούς Dressing και Charbonneau.
«Αυτό οφείλεται βασικά στο γεγονός ότι υπάρχουν περισσότεροι μικροί πλανήτες από ό,τι πιστεύαμε, επειδή ο Κέπλερ δεν είναι ακόμη ευαίσθητος σε έναν μεγάλο αριθμό που χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να περιφερθεί», είπε ο Ραγκοζίν στο Universe Today. «Υπολογίζοντας αυτό το αποτέλεσμα και ενισχύοντας τον υπολογισμό χρησιμοποιώντας μερικές ωραίες νέες στατιστικές τεχνικές, εκτιμούν ότι οι αριθμοί του Dressing και του Charbonneau είναι στην πραγματικότητα πολύ μικροί κατά συντελεστή 2. Αυτό τοποθετεί τον αριθμό στο 30% στην παλιά κατοικήσιμη ζώνη και πλέον σε περίπου100%στη νέα κατοικήσιμη ζώνη».
Τώρα, είναι σημαντικό να επισημάνουμε μερικά πράγματα σχετικά με αυτό.
Όπως σημείωσε ο Morton σε ένα μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου στο Universe Today, είναι σημαντικό να συνειδητοποιήσουμε ότι αυτό δεν είναι ακόμη μια άμεση μέτρηση του ποσοστού κατοικήσιμων ζωνών, «αλλά είναι αυτό που θα ταξινομούσα ως μια πολύ προσεκτική προέκταση του ρυθμού των μικρών πλανητών που έχουμε παρατηρήσει σε μικρότερες περιόδους γύρω από τους M νάνους».
Και όπως μας επιβεβαίωσαν οι Ragozzine και Morton, όλοι αυτοί οι αριθμοί βασίζονται μόνο στα αποτελέσματα του Kepler, και μέχρι στιγμής, ενώ υπάρχουν επιβεβαιωμένοι πλανήτες γύρω από M νάνους, δεν υπάρχει κανένας επιβεβαιωμένος μέχρι στιγμής στην κατοικήσιμη ζώνη.
«Δεν χρησιμοποιούν κανένα αποτέλεσμα από την Radial Velocity (HARPS, κ.λπ.)», είπε ο Ragozzine. «Ως εκ τούτου, αυτά είναι όλαυποψηφίουςκαι όχι πλανήτες. Δηλαδή, οι αριθμοί βασίζονται σε μια υπόθεση ότι οι περισσότεροι/όλοι οι υποψήφιοι του Κέπλερ είναι αληθινοί πλανήτες. Υπάρχουν διαφορετικές απόψεις σχετικά με το ποιο θα ήταν το ποσοστό ψευδώς θετικών, ειδικά για αυτό το συγκεκριμένο υποσύνολο αστεριών, αλλά δεν υπάρχει αμφιβολία ότι οι αριθμοί μπορεί να μειωθούν επειδή ορισμένοι από αυτούς τους υποψήφιους αποδεικνύεται ότι είναι κάτι διαφορετικό από πλανήτες μεγέθους HZ. ”
Πρέπει να ληφθούν υπόψη και άλλες επιφυλάξεις.
«Όλοι πρέπει να προσέχουν τι σημαίνει «100%»», είπε ο Ragozzine. «Δεν σημαίνει ότι κάθε νάνος M έχει πλανήτη HZ στο μέγεθος της Γης. Σημαίνει ότι, κατά μέσο όρο, υπάρχει 1 πλανήτης μεγέθους Γης HZ για κάθε νάνο M. Η διαφορά προέρχεται από το γεγονός ότι αυτά τα μικρά αστέρια τείνουν να έχουν πλανήτες που έρχονται σε πακέτα των 3-5. Εάν, κατά μέσο όρο, ο αριθμός των πλανητών ανά αστέρι είναι ένας και το τυπικό αστέρι M έχει 5 πλανήτες, τότε μόνο το 20% των άστρων Μ έχουν πλανητικά συστήματα».
Το θέμα είναι λεπτό αλλά σημαντικό. Για παράδειγμα, εάν θέλετε να σχεδιάσετε νέες αποστολές τηλεσκοπίου για να παρατηρήσετε αυτούς τους πλανήτες, η κατανόηση της κατανομής τους είναι κρίσιμη, είπε ο Ragozzine.
«Με ενδιαφέρει πολύ να καταλάβω τι είδους πλανητικά συστήματα φιλοξενούν αυτούς τους πλανήτες, καθώς αυτό ανοίγει μια σειρά από ενδιαφέροντα επιστημονικά ερωτήματα. Η διάκριση της συχνότητας και της διανομής τους είναι πολύτιμες».
Επιπλέον, ο νέος ορισμός της κατοικήσιμης ζώνης από Kopparapu et al. κάνει μεγάλη διαφορά.
Όπως επισημαίνει ο Ragozzine:
«Αυτό αρχίζει πραγματικά να επισημαίνει ότι ο ορισμός του HZ βασίζεται κυρίως σε θεωρητικά επιχειρήματα που είναι δύσκολο να δικαιολογηθούν αυστηρά», είπε ο Ragozzine. 'Για παράδειγμα, πρόσφατο έγγραφο εμφανίστηκε δείχνοντας ότι η ατμοσφαιρική πίεση κάνει μεγάλη διαφορά, αλλά δεν υπάρχει τρόπος να εκτιμηθεί ποια θα είναι η πίεση σε έναν μακρινό κόσμο. (Ακόμα και στις καλύτερες περιπτώσεις, μετά βίας μπορούμε να πούμε ότι ολόκληρος ο πλανήτης δεν είναι μια γιγάντια φουσκωμένη ατμόσφαιρα.) Η εργασία του Kopparapu και άλλων είναι σαφώς απαραίτητη και, από αστροβιολογική άποψη, δεν έχουμε άλλη επιλογή από το να χρησιμοποιήσουμε το καλύτερο θεωρία και υποθέσεις διαθέσιμες. Ωστόσο, μερικοί από εμάς στο πεδίο αρχίζουμε να είμαστε πολύ επιφυλακτικοί με τη «λέξη H» (όπως την αποκαλεί ο Μάικ Μπράουν), αναρωτιούνται αν είναι απλώς πολύ εικασιακή. Παρεμπιπτόντως, προτιμώ πολύ, πολύ αυτοί οι κόσμοι να αναφέρονται ως δυνητικά κατοικήσιμοι, αφού αυτό προσπαθούμε να πούμε».
Ωστόσο, ο Morten είπε στο Universe Today ότι πιστεύει ότι η μεγαλύτερη διαφορά στη δουλειά τους ήταν η προσεκτική παρέκταση από πλανήτες μικρής περιόδου σε μεγαλύτερες περιόδους. «Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο λαμβάνουμε ποσοστά εμφάνισης για τους μικρότερους πλανήτες που είναι δύο φορές μεγαλύτεροι από το Dressing ή το Kopparapu», είπε μέσω email.
Πιστεύει επίσης ότι το πιο ενδιαφέρον πράγμα στην εργασία τους δεν είναι μόνο ο συνολικός ρυθμός εμφάνισης ή ακόμη και ο ρυθμός εμφάνισης HZ, αλλά το γεγονός ότι, για πρώτη φορά, έχουν εντοπίσει κάποια ενδιαφέρουσα δομή στην κατανομή των ακτίνων εξωπλανητών.
«Για παράδειγμα, δείχνουμε ότι φαίνεται ότι οι πλανήτες με ακτίνα περίπου 1 Γης είναι στην πραγματικότητα το πιο κοινό μέγεθος του πλανήτη γύρω από αυτά τα δροσερά αστέρια», είπε ο Morton. 'Αυτό έχει κάποιο διαισθητικό νόημα δεδομένων των βραχωδών σωμάτων στο Ηλιακό μας Σύστημα - υπάρχουν δύο πλανήτες περίπου στο μέγεθος της Γης, καθιστώντας τον το πιο συνηθισμένο μέγεθος μικρού πλανήτη και στο σύστημά μας! Επίσης, διαπιστώνουμε ότι υπάρχουν πολλοί και πολλοί πλανήτες γύρω από τους νάνους M που είναι λίγο πέρα από το όριο ανίχνευσης των τρεχουσών ερευνών διέλευσης στο έδαφος—αυτό σημαίνει ότι καθώς σχεδιάζονται πιο ευαίσθητα όργανα και έρευνες, θα συνεχίσουμε να βρίσκουμε όλο και περισσότερους από αυτούς τους συναρπαστικούς πλανήτες!».
Αλλά ο Ragozzine μας είπε ότι ακόμα και με όλες τις προαναφερθείσες επιφυλάξεις, το συναρπαστικό είναι ότι η κύρια ουσία αυτών των νέων αριθμών πιθανότατα δεν θα αλλάξει πολύ.
«Κανείς δεν περιμένει ότι η απάντηση θα είναι διαφορετική κατά περισσότερο από έναν παράγοντα – δηλαδή, το πραγματικό εύρος είναι σχεδόν βέβαιο ότι είναι μεταξύ 30-300% και πολύ πιθανό μεταξύ 70-130%,» είπε ο Ragozzine. «Καθώς η λίστα υποψηφίων Kepler βελτιώνεται σε ποσότητα (λόγω νέων δεδομένων), καθαρότητα και ομοιομορφία, ο κύριος στόχος θα είναι να δικαιολογηθούν αυτές οι δηλώσεις και να μειωθεί σημαντικά αυτό το εύρος».
Μια άλλη διασκεδαστική πτυχή είναι ότι αυτή η νέα δουλειά γίνεται από τη νέα γενιά αστρονόμων, μεταπτυχιακών φοιτητών και μεταδιδακτόρων.
«Είμαι σίγουρος ότι αυτή η ομάδα και άλλοι θα συνεχίσουν να παράγουν σπουδαία πράγματα… τα συναρπαστικά επιστημονικά αποτελέσματα μόλις ξεκινούν!» είπε ο Ραγκοζίν.
