За последние 18 лет астрономы обнаружили 1038 планет, вращающихся вокруг далеких звезд. Однако, к сожалению, подавляющее большинство, похоже, не являются кандидатами на поддержку жизни, какими мы их знаем - они либо настолько близки к своей домашней звезде, что вся вода, вероятно, испарится, либо так далеко, что все замерзнет, или они состоят из газа вместо камня и более похожи на газовых гигантов нашей солнечной системы, чем на Землю.
Связанный контент
- Новые Супер-Земли удваивают количество дружественных жизни миров
- Как астрономы действительно находят экзопланеты?
Или так мы думали. Сегодня группа ученых из Калифорнийского университета в Беркли и Гавайского университета опубликовала расчет, согласно которому мы упустили доказательства существования огромного числа экзопланет размером с Землю в обитаемой зоне их звезд, просто потому, что эти планеты труднее обнаружить с помощью текущие методы. Они полагают, что в среднем 22% похожих на Солнце звезд (то есть звезд с размером и температурой, подобной Солнцу) питают планету, размер которой приблизительно равен размеру Земли в их обитаемых зонах.
«Имея около 100 миллиардов звезд в нашей галактике Млечный Путь, это около 20 миллиардов таких планет», - сказал Эндрю Ховард, один из соавторов исследования, на пресс-конференции по результатам. «Это несколько планет размером с Землю для каждого человека на планете Земля».
Команда, возглавляемая Эриком Петигурой, пришла к этим выводам, применив нетрадиционный подход к поиску планет. Вместо того, чтобы считать, сколько экзопланет мы нашли, они пытались определить, сколько планет мы не можем увидеть.
Экзопланеты обнаруживаются в результате ритмичного затемнения яркости звезды, что указывает на то, что планета вращается вокруг нее и проходит между звездой и нашей точкой наблюдения. Благодаря этому методу легче всего найти большие планеты, которые вращаются близко к своим звездам - они чаще блокируют больше света - и, таким образом, непропорционально доминируют в списке известных экзопланет.
Чтобы оценить количество экзопланет, пропущенных этой техникой, группа из Беркли написала программу, которая анализировала данные миссии Kepler, телескопа НАСА, охотящегося за экзопланетами, который был запущен на орбиту в 2009 году. Первоначально, чтобы подтвердить точность программы, они подали ее таким же образом. данные из 42 557 похожих на Солнце звезд, которые уже были изучены другими астрономами, и действительно обнаружили 603 планеты-кандидата, все из которых уже были найдены.
Когда он анализировал данные дальше, чтобы найти планеты, похожие на Землю - используя промежуток времени между диммингами, чтобы указать, как далеко планета вращается вокруг звезды, и степень затемнения, чтобы указать нам, какая часть звезды заблокирована планетой, и, таким образом, размер экзопланеты - он обнаружил 10 потенциальных экзопланет, которые в 1-2 раза больше Земли и орбиты в вероятной обитаемой зоне звезды. Это также согласуется с предыдущими результатами, показывающими, что программа может точно обнаруживать планеты.
Но что исследователи действительно хотели сделать, так это определить общую распространенность подобных Земле экзопланет. Чтобы рассчитать это число, им сначала нужно было определить, сколько из них не было обнаружено в опросе. «Один из способов думать об этом состоит в том, что мы проводим перепись обитаемых экзопланет, но не все откликаются на дверь», - объяснил Петигура.
Впечатление художника о планете Кеплер-78b, обнаруженной ранее на этой неделе, и ее ведущей звезде. Art by Karen Teramura / UHIfA
Есть несколько причин, по которым планета не может быть обнаружена. Если его орбита не попадет в место, которое заблокировало бы путь света между ее звездой и нашими телескопами, мы бы не увидели его. С другой стороны, он может успешно блокировать звездный свет, но событие может быть потеряно из-за естественного изменения яркости звезды, как мы ее воспринимаем на Земле.
Оказывается, что обе эти возможности непропорционально затрудняют поиск похожих на Землю экзопланет. «Планеты легче обнаружить, если они больше, и они ближе к звездам-хозяевам», - сказал Ховард. «Таким образом, не случайно, что горячие Юпитеры были первыми открытыми планетами». Просто благодаря физике меньшие планеты размером с Землю, которые могут вращаться немного дальше, с меньшей вероятностью будут проходить прямо перед своими звездами, от наших перспектива.
Чтобы выяснить, сколько планет земного типа мы, вероятно, пропустим в результате, ученые изменили данные Кеплера, искусственно введя еще 40 000 экзопланет, похожих на Землю - примерно по одной на звезду, - и затем передали полученные данные обратно в программное обеспечение для обнаружения планет. На этот раз было обнаружено только около одного процента планет, подобных Земле, потому что подавляющее большинство не вызывало заметного затемнения их звезды.
Это означает, что при современных методах обнаружения 99 из 100 подобных Земле не приходят к двери, когда отвечают на нашу межзвездную перепись. Учитывая этот уровень несовершенства, исследователи подсчитали, что гораздо больше похожих на Солнце звезд являются домом для потенциально обитаемой экзопланеты размером с Землю, чем мы думали ранее.
Важно отметить, что это теоретический расчет: ученые фактически не обнаружили таких планет, вращающихся вокруг 22% звезд. Но если основополагающие предположения точны, это дает надежду на возможность того, что мы найдем более потенциально обитаемые планеты в будущем. На самом деле, исследователи подсчитали, что если распространенность планет такого рода по всей галактике одинакова, то есть вероятность, что их можно найти очень близко - на расстоянии около 12 световых лет от Земли.
До сих пор неизвестно, могут ли эти планеты содержать другие ингредиенты, которые, по нашему мнению, вероятно необходимы для жизни: защитная атмосфера, присутствие воды и каменистая поверхность. Но исследователи говорят, что еще одно недавнее открытие вселяет надежду, что у некоторых из них есть потенциал. Ранее на этой неделе ученые обнаружили скалистую экзопланету размером с Землю, расположенную на расстоянии около 700 световых лет. Хотя эта планета, безусловно, слишком горячая, чтобы таить в себе жизнь, она имеет плотность, аналогичную плотности Земли, что говорит о том, что, по крайней мере, некоторые планеты размером с Землю, которые мы не смогли обнаружить до сих пор, имеют геологический состав, аналогичный нашей собственной планете.
