W ciągu ostatnich 18 lat astronomowie odkryli 1038 planet krążących wokół odległych gwiazd. Rozczarowujące, jednak zdecydowana większość nie wydaje się kandydatami do podtrzymywania życia, jakie znamy - są albo tak blisko swojej gwiazdy macierzystej, że cała woda prawdopodobnie wyparuje, albo tak daleko, że wszystko zamarznie, lub składają się z gazu zamiast ze skały i bardziej przypominają gazowych gigantów naszego Układu Słonecznego niż Ziemię.
powiązana zawartość
- Nowe super-ziemie podwoją liczbę światów przyjaznych życiu
- Jak astronomowie faktycznie znajdują egzoplanety?
A przynajmniej tak myśleliśmy. Dzisiaj grupa naukowców z UC Berkeley i University of Hawaii opublikowała obliczenia sugerujące, że przeoczyliśmy dowody na istnienie ogromnej liczby egzoplanet wielkości Ziemi w strefie życia ich gwiazd, po prostu dlatego, że trudniej je wykryć za pomocą planet obecne metody. Uważają, że średnio 22% gwiazd podobnych do Słońca (to znaczy gwiazd o rozmiarze i temperaturze podobnej do Słońca) ma planetę o wielkości zbliżonej do Ziemi w swoich strefach zamieszkiwania.
„Przy około 100 miliardach gwiazd w naszej Galaktyce Drogi Mlecznej to około 20 miliardów takich planet”, powiedział Andrew Howard, jeden ze współautorów badania, na konferencji prasowej na temat wyników. „To kilka planet wielkości Ziemi dla każdego człowieka na Ziemi.”
Zespół pod przewodnictwem Erika Petigury doszedł do tych wniosków, przyjmując niekonwencjonalne podejście do odkrywania planet. Zamiast policzyć, ile znaleźliśmy egzoplanet, starali się ustalić, ile planet nie jesteśmy w stanie zobaczyć.
Egzoplanety są wykrywane w wyniku rytmicznego przyciemnienia w jasności gwiazdy, co wskazuje, że planeta krąży wokół niej i przechodzi między gwiazdą a naszym punktem obserwacyjnym. Dzięki tej metodzie najłatwiej było znaleźć duże planety, które krążą blisko swoich gwiazd - częściej blokują więcej światła - a zatem nieproporcjonalnie dominują na liście znanych egzoplanet.
Aby oszacować liczbę egzoplanet, których tę technikę brakuje, zespół Berkeley napisał program analizujący dane z misji Kepler, teleskop NASA polujący na egzoplanety, wystrzelony na orbitę w 2009 roku. Początkowo, aby potwierdzić dokładność programu, podali go tak samo dane z 42 557 gwiazd podobnych do Słońca, które zostały już zbadane przez innych astronomów, i rzeczywiście wykryło 603 kandydujące planety, z których wszystkie już znaleziono.
Kiedy dalej analizował dane w celu znalezienia planet podobnych do Ziemi - wykorzystując długość czasu między przyciemnieniami, aby wskazać, jak daleko planeta krąży wokół gwiazdy, oraz stopień ściemnienia, aby wskazać nam, ile gwiazd jest zablokowanych przez planetę, a tym samym rozmiar egzoplanety - znalazł 10 potencjalnych egzoplanet, które są od jednego do dwóch razy większe od Ziemi i krążą wokół prawdopodobnej strefy zamieszkania gwiazdy. To również jest zgodne z poprzednimi odkryciami, pokazującymi, że program może dokładnie wykrywać planety.
Ale tym, co naprawdę chcieli zrobić naukowcy, było określenie ogólnej częstości egzoplanet podobnych do Ziemi. Aby obliczyć tę liczbę, musieli najpierw ustalić, ilu nie zostało wykrytych w ankiecie. „Jednym ze sposobów myślenia o tym jest przeprowadzanie spisu egzoplanet nadających się do zamieszkania, ale nie wszyscy otwierają drzwi” - wyjaśnił Petigura.
Wrażenie artysty na temat planety Kepler-78b, odkrytej wcześniej w tym tygodniu, i jej gwiazdy-gospodarza. Sztuka Karen Teramura / UHIfA
Istnieje kilka powodów, dla których planeta może nie zostać wykryta. Jeśli jego orbita nie zabierze jej w miejsce, które blokowałoby ścieżkę światła między gwiazdą a naszymi teleskopami, nie mielibyśmy możliwości jej zobaczenia. Alternatywnie, może skutecznie blokować światło gwiazd, ale zdarzenie może zostać utracone przy naturalnej zmienności jasności gwiazdy, gdy postrzegamy ją na Ziemi.
Okazuje się, że obie te możliwości sprawiają, że znalezienie egzoplanet podobnych do Ziemi jest nieproporcjonalnie trudne. „Planety są łatwiejsze do wykrycia, jeśli są większe i bliższe gwiazdom macierzystym” - powiedział Howard. „Zatem nie jest przypadkiem, że gorące Jowisze były pierwszymi odkrytymi planetami.” Po prostu z powodu fizyki mniejsze planety wielkości Ziemi, które mogą krążyć nieco dalej, mają mniejsze szanse przedostania się bezpośrednio przed swoimi gwiazdami, z naszej perspektywiczny.
Aby dowiedzieć się, ile planet podobnych do Ziemi prawdopodobnie przeoczymy, naukowcy zmienili dane Keplera, sztucznie wprowadzając 40 000 dodatkowych egzoplanet podobnych do Ziemi - mniej więcej po jednej na gwiazdę - a następnie wprowadzając otrzymane dane z powrotem do oprogramowania do wykrywania planet. Tym razem znaleziono tylko około jeden procent wprowadzonych planet podobnych do Ziemi, ponieważ ogromna większość nie spowodowała wykrywalnego ściemnienia ich gwiazdy.
Oznacza to, że przy obecnych metodach wykrywania 99 na 100 Ziemian nie zbliża się do drzwi, kiedy ma odpowiedzieć na nasz spis międzygwiezdny. Uwzględniając ten poziom niedoskonałości, naukowcy obliczyli, że znacznie więcej gwiazd podobnych do Słońca jest domem dla potencjalnie nadającej się do zamieszkania egzoplanety wielkości Ziemi, niż wcześniej sądziliśmy.
Należy zauważyć, że jest to obliczenie teoretyczne: naukowcy nie odkryli tego rodzaju planet krążących wokół 22% gwiazd. Ale jeśli podstawowe założenia są dokładne, daje to nadzieję, że w przyszłości znajdziemy więcej potencjalnie zamieszkałych planet. W rzeczywistości naukowcy obliczyli, że jeśli rozpowszechnienie tego rodzaju planet jest równomierne w całej galaktyce, istnieje prawdopodobieństwo, że można je znaleźć kusząco blisko - około 12 lat świetlnych od Ziemi.
Nadal nie wiadomo, czy te planety mogą zawierać inne składniki, które naszym zdaniem są niezbędne do życia: atmosferę ochronną, obecność wody i skalistą powierzchnię. Ale naukowcy twierdzą, że inne niedawne odkrycie budzi nadzieję, że niektóre z nich mają potencjał. Na początku tego tygodnia naukowcy znaleźli skalistą egzoplanetę wielkości Ziemi około 700 lat świetlnych stąd. Chociaż ta planeta jest z pewnością zbyt gorąca, by pomieścić życie, ma gęstość podobną do gęstości Ziemi - co sugeruje, że przynajmniej niektóre planety wielkości Ziemi, których dotąd nie wykryliśmy, mają skład geologiczny podobny do naszej własnej planety.
