Новое исследование дает наиболее точную оценку частоты, с которой планеты, похожие на Землю по размеру и расстоянию от своих родительских звезд встречаются на орбитах вокруг светил, похожих на наше Солнце. Знание частоты этих потенциально обитаемых планет будет иметь важное значение при разработке будущих астрономических миссий для характеристики близлежащих каменистых планет, вращающихся вокруг звезд, похожих на солнце, которые могут поддерживать жизнь.
Космический телескоп "Кеплер" до его вывода из эксплуатации наблюдал сотни тысяч звезд и идентифицировал планеты вне солнечной системы - экзопланеты - документируя события транзита. Транзит происходит, когда орбита планеты проходит между звездой и наблюдателем, блокируя часть света звезды. Измеряя величину затемнения и время между транзитами и используя информацию о свойствах звезды, астрономы характеризуют размер планеты и ее расстояние от звезды-хозяина.
«Кеплер открыл планеты разных размеров, состава и орбит. Мы хотим использовать эти открытия, чтобы лучше понять процесс формирования планет и планировать будущие космические миссии в поисках обитаемых миров. Тем не менее, просто поиск экзопланет определенного размера или орбитального расстояния вводит в заблуждение, потому что гораздо труднее найти маленькие планеты вдали от их звезд, чем большие планеты рядом с этими звездами», - сказал Эрик Б. Форд, профессор астрономии и астрофизики Университета штата Пенсильвания и один из лидеров исследовательской группы.
Чтобы преодолеть это препятствие, ученые разработали новый метод определения частоты планет в широком диапазоне размеров орбит и расстояний. Новая модель моделирует «вселенные» звезд и планет, а затем «наблюдает» за этими смоделированными вселенными, чтобы определить, сколько планет телескоп обнаружит в каждой «вселенной».
Результаты этого исследования особенно важны при планировании будущих космических миссий для характеристики потенциально похожих на Землю экзопланет. Хотя миссия "Кеплера" обнаружила тысячи маленьких планет, большинство из них настолько далеко, что астрономам трудно узнать подробности их состава и атмосферы.
«Ученые особенно заинтересованы в поиске биомаркеров - молекул, указывающих на жизнь, - в атмосферах планет, похожих на Землю, которые вращаются в экосфере своей системы. Экосфера - это диапазон орбитальных расстояний, на которых планеты на своей поверхности могут удерживать воду в жидком состоянии. «Поиск жизни на планетах размером с Землю в зоне жизни звезд, похожих на Солнце, потребует новой важной миссии», - сказал Форд.
Ученые говорят, что размах этой миссии будет зависеть от обилия планет размером с Землю. НАСА и Национальные академии наук в настоящее время изучают концепции миссий, которые существенно различаются по размеру и вместимости. Если планеты размером с Землю редки, то ближайшие экзопланеты, похожие на нашу, находятся дальше, и потребуется большая амбициозная миссия, чтобы найти доказательства жизни на планетах, подобных Земле. С другой стороны, если похожие на Землю планеты распространены, то они будут обнаруживаться и на близких расстояниях вокруг своих звезд, и сравнительно небольшая обсерватория сможет изучать их атмосферу.
«Хотя большинство звезд, которые наблюдал "Кеплер", обычно находятся на расстоянии тысяч световых лет от Солнца, телескоп наблюдал достаточно большую выборку звезд, чтобы мы могли провести строгий статистический анализ, чтобы оценить частоту планет размером с Землю в обитаемой зоне близких к Солнцу звезд, - сказал Дэнли Сюй, первый автор статьи.
Основываясь на их моделировании, ученые оценивают, что планеты, очень близкие по размеру к Земле, от ¾ до 1.5 размера нашей планеты с орбитальным периодом от 237 до 500 дней, встречаются примерно у 1/4 звезд. Важно отметить, что их модель определяет неопределенность в этой оценке. Ученые рекомендуют, чтобы будущие миссии по поиску планет охватывали фактическую частоту от примерно одной планеты на каждые 33 звезды до одной планеты для двух звезд.
Подробнее:
https://news.psu.edu/story/583877/2019/08/14/research/how-many-earth-planets-are-around-sun-stars
Источник: Университета штата Пенсильвания