211service.com
Halva Vintergatans solliknande stjärnor kan vara hem för jordliknande planeter
Wikimedia Commons
Nästan 4 300 exoplaneter har upptäckts av astronomer, och det är ganska uppenbart nu vår galax är fylld med dem. Men poängen med att leta efter dessa nya världar är mer än bara en övning i frimärkssamlande – det är att hitta en som kan vara hem till liv, vare sig det är framtida människor som har hittat ett sätt att resa de sträckorna eller utomjordiskt liv som har gjort ett hem redan för sig själv. Den bästa möjligheten att hitta något sådant är att hitta en planet som liknar jorden.
Och vilket bättre sätt att leta efter Jorden 2.0 än att söka runt stjärnor som liknar solen? En ny analys av exoplanetdata som samlats in av NASA:s rymdteleskop Kepler, som fungerade från 2009 till 2018, har kommit med några nya förutsägelser för hur många stjärnor i Vintergatans galax som är jämförbara med solen i temperatur och ålder. kretsar kring en stenig, potentiellt beboelig planet som jorden. När den tillämpas på nuvarande uppskattningar av 4,1 miljarder solliknande stjärnor i galaxen, antyder deras modell att det finns åtminstone 300 miljoner med minst en beboelig planet.
Modellens medelvärde antyder dock att en av två solliknande stjärnor kan ha en beboelig planet, vilket får den siffran att svälla till över 2 miljarder. Ännu mindre konservativa förutsägelser tyder på att det kan vara över 3,6 miljarder.
Den nya studien har ännu inte granskats av experter, men det kommer snart, och det kommer att publiceras i Astronomical Journal.
Det här verkar vara en mycket noggrann studie och handlar om riktigt svåra frågor om extrapolering från Kepler-katalogen, säger Adam Frank, fysiker och astronom vid University of Rochester, som inte var involverad i studien. Målet är att få en fullständig, pålitlig och korrekt uppskattning av det genomsnittliga antalet potentiellt beboeliga planeter runt stjärnor. De verkar ha gjort ett bra lopp på det.
Forskare har tidigare gjort flera försök att använda Keplerdata för att räkna ut hur många solliknande stjärnor i galaxen som har potentiellt beboeliga exoplaneter i sin omloppsbana. Men dessa studier har gett svar som sträckte sig från mindre än 1 % till mer än 100 % (dvs. flera planeter runt dessa stjärnor). Det är en återspegling av hur svårt det har varit att arbeta med denna data, säger Steve Bryson från NASA Ames Research Center i Kalifornien, som ledde det nya arbetet.
Två stora problem har skapat detta stora fönster: ofullständig data och behovet av att ta bort falska upptäckter från Keplers datauppsättning.
Den nya studien tar upp båda dessa problem. Det är det första i sitt slag att använda hela Keplers exoplanetdatauppsättning (mer än 4 000 upptäckter från 150 000 stjärnor), men den använder också stjärndata från Gaia, Europeiska rymdorganisationens uppdrag att kartlägga varje stjärna i Vintergatan . Allt detta bidrog till att göra de slutliga uppskattningarna mer exakta, med mindre osäkerheter. Och detta är efter att forskare har ägnat flera år åt att analysera Kepler-katalogen för att ta bort döljande element och säkerställa att endast riktiga exoplaneter finns kvar. Beväpnade med data från både Kepler och Gaia kunde Bryson och hans team bestämma bildningshastigheten för solliknande stjärnor i galaxen, antalet stjärnor som sannolikt har steniga planeter (med radier 0,5 till 1,5 gånger jordens) och sannolikt skulle dessa planeter vara beboeliga.
Jacob Haqq Misra, en forskare vid Blue Marble Space Institute of Science som inte arbetade med den nya studien, tycker att det nya tillvägagångssättet är en 'betydande förbättring jämfört med andra försök att karakterisera förekomsten av planeter i beboelig zon.'
I genomsnitt, förutspår Bryson och hans team, 37 till 60 % av solliknande stjärnor i Vintergatan bör vara hem för åtminstone en potentiellt beboelig planet. Optimistiskt sett kan siffran vara så hög som 88%. De konservativa beräkningarna drar ner denna siffra till 7 % av solliknande stjärnor i galaxen (därav 300 miljoner) – och på basis av den siffran förutspår teamet att det finns fyra solliknande stjärnor med beboeliga planeter inom 30 ljusår av jorden.
Ett av de ursprungliga målen med Kepler-uppdraget var att beräkna exakt detta nummer, säger Bryson. Vi har alltid haft för avsikt att göra detta.
Bebyggelse har att göra med chanserna att en planet har temperaturer måttlig nog för att flytande vatten ska finnas på ytan (eftersom vatten är nödvändigt för livet som vi känner det). De flesta studier tar reda på detta genom att mäta avståndet för en exoplanet från dess värdstjärna och om dess omloppsbana inte är för nära och inte för långt - den så kallade Guldlockszonen.
Enligt Bryson är omloppsavstånd ett användbart mått när du undersöker en specifik stjärna. Men när du tittar på många stjärnor kommer de alla att uppvisa olika ljusstyrkor som levererar olika mängder värme till omgivande objekt, vilket betyder att deras beboeliga zoner kommer att variera. Teamet valde istället att tänka på beboelighet i termer av volymen av ljus som träffar ytan på en exoplanet, som tidningen kallar instellationsflödet.
Genom stjärnljusstyrka mäter vi den verkliga temperaturen på planeten – oavsett om den verkligen är i den beboeliga zonen eller inte – för alla planeter runt alla stjärnor i vårt prov, säger Bryson. Du får inte samma typ av tillförlitliga temperatursiffror när du arbetar med avstånd, säger han.
Även om Bryson hävdar att denna studies osäkerheter är mindre än de i tidigare ansträngningar, är de fortfarande ganska stora. Det beror främst på att teamet arbetar med ett så litet urval av upptäckta steniga exoplaneter. Kepler har identifierat över 2 800 exoplaneter , av vilka bara några kretsar kring solliknande stjärnor. Det är inte ett idealiskt tal att använda för att förutsäga existensen av hundratals miljoner andra i galaxen. Genom att ha så få observationer begränsar det vad man kan säga om vad sanningen är, säger Bryson.
Slutligen antar den nya studien en enkel modell för dessa exoplaneter som kan avvika dramatiskt från förhållandena i den verkliga världen (några av dessa stjärnor kan till exempel bilda binära stjärnsystem med andra stjärnor). Att plugga in fler variabler i modellen skulle hjälpa till att måla en mer exakt bild, men det kräver mer exakta data som vi egentligen inte har ännu.
Men det är studier som dessa som kan hjälpa oss att skaffa den informationen. Hela poängen med Kepler var att hjälpa forskare att ta reda på vilka typer av interstellära objekt de borde ägna mer resurser åt att studera för att hitta utomjordiskt liv, särskilt med rymdbaserade teleskop vars observationstid är begränsad. Dessa är instrumenten (som NASAs James Webb rymdteleskop och ESA PLATO teleskop ) som kan avgöra om en potentiellt beboelig exoplanet har en atmosfär eller är hem för någon potential biosignaturer , och studier som denna senaste kan hjälpa ingenjörer att designa teleskop mer lämpade för dessa uppgifter. Haqq Misra tillägger att resultaten kan stärka stödet för uppdragskoncept som LUVOIR , HabEx , OST , och LIV — som alla utnyttjar olika typer av instrument för att studera exoplaneternas beboelighet på olika sätt.
Nästan varje solliknande stjärna i galaxen har en planet där liv kan bildas, säger Frank. Mänskligheten har ställt denna fråga i mer än 2 500 år, och nu vet vi inte bara svaret, vi förfinar vår kunskap om det svaret. Det här dokumentet berättar för oss att det finns många planeter där ute på rätt plats för liv att bildas.
Det här inlägget har uppdaterats med ytterligare kommentarer från Jacob Haqq Misra