211service.com
De helft van de zonachtige sterren van de Melkweg zou de thuisbasis kunnen zijn van aardachtige planeten
Wikimedia Commons
Bijna 4.300 exoplaneten zijn ontdekt door astronomen, en het is vrij duidelijk nu onze melkweg er vol mee is. Maar het doel van het zoeken naar deze nieuwe werelden is meer dan alleen een oefening in het verzamelen van postzegels - het is om er een te vinden die de thuisbasis van het leven zou kunnen zijn, of het nu toekomstige mensen zijn die een manier hebben gevonden om die afstanden af te leggen of buitenaards leven dat een thuis heeft gemaakt voor zichzelf al. De beste kans om zoiets te vinden is om een planeet te vinden die op de aarde lijkt.
En wat is een betere manier om naar de aarde 2.0 te zoeken dan rond sterren te zoeken die lijken op de zon? Een nieuwe analyse van exoplaneetgegevens verzameld door NASA's Kepler-ruimtetelescoop, die van 2009 tot 2018 actief was, heeft nieuwe voorspellingen opgeleverd voor het aantal sterren in het Melkwegstelsel dat qua temperatuur en leeftijd vergelijkbaar is met de zon. in een baan om een rotsachtige, potentieel bewoonbare planeet zoals de aarde. Indien toegepast op huidige schattingen van 4,1 miljard zonachtige sterren in de melkweg, hun model suggereert dat er zijn minimaal 300 miljoen met minstens één bewoonbare planeet.
Het gemiddelde van het model stelt echter dat een op de twee zonachtige sterren een bewoonbare planeet zou kunnen hebben, waardoor dat aantal opzwelt tot meer dan 2 miljard. Zelfs minder conservatieve voorspellingen suggereren dat het meer dan 3,6 miljard zou kunnen zijn.
De nieuwe studie is nog niet door vakgenoten beoordeeld, maar dat zal binnenkort gebeuren, en het zal naar verwachting worden gepubliceerd in het Astronomical Journal.
Dit lijkt een zeer zorgvuldige studie te zijn en behandelt zeer netelige kwesties over extrapolatie uit de Kepler-catalogus, zegt Adam Frank, een natuurkundige en astronoom aan de Universiteit van Rochester, die niet bij het onderzoek betrokken was. Het doel is om een volledige, betrouwbare en nauwkeurige schatting te krijgen van het gemiddelde aantal potentieel bewoonbare planeten rond sterren. Daar schijnen ze goed in te zijn geslaagd.
Wetenschappers hebben in het verleden verschillende pogingen ondernomen om Kepler-gegevens te gebruiken om erachter te komen hoeveel zonachtige sterren in de melkweg potentieel bewoonbare exoplaneten in hun baan hebben. Maar deze onderzoeken hebben antwoorden opgeleverd die varieerden van minder dan 1% tot meer dan 100% (d.w.z. meerdere planeten rond deze sterren). Het is een weerspiegeling van hoe moeilijk het is om met deze gegevens te werken, zegt Steve Bryson van NASA Ames Research Center in Californië, die het nieuwe werk leidde.
Twee belangrijke problemen hebben dit grote venster gecreëerd: onvolledige gegevens en de noodzaak om valse detecties uit de Kepler-gegevensset te verwijderen.
De nieuwe studie pakt beide problemen aan. Het is de eerste in zijn soort die de volledige dataset van Kepler-exoplaneten gebruikt (meer dan 4.000 detecties van 150.000 sterren), maar het gebruikt ook stellaire gegevens van Gaia, de missie van de European Space Agency om elke ster in de Melkweg . Dat alles hielp om de uiteindelijke schattingen nauwkeuriger te maken, met kleinere onzekerheden. En dit is nadat wetenschappers jarenlang de Kepler-catalogus hebben geanalyseerd om verduisterende elementen weg te halen en ervoor te zorgen dat alleen echte exoplaneten overblijven. Gewapend met zowel Kepler- als Gaia-gegevens, waren Bryson en zijn team in staat om de vormingssnelheid van zonachtige sterren in de melkweg te bepalen, het aantal sterren dat waarschijnlijk rotsachtige planeten heeft (met een straal van 0,5 tot 1,5 keer die van de aarde), en de waarschijnlijk dat die planeten bewoonbaar zouden zijn.
Jacob Haqq Misra, een onderzoekswetenschapper aan het Blue Marble Space Institute of Science die niet aan de nieuwe studie heeft gewerkt, denkt dat de nieuwe aanpak een 'aanzienlijke verbetering is ten opzichte van andere pogingen om de frequentie van voorkomen van planeten in bewoonbare zones' te karakteriseren.
Bryson en zijn team voorspellen gemiddeld dat 37 tot 60% van de zonachtige sterren in de Melkweg de thuisbasis zou moeten zijn van ten minste één potentieel bewoonbare planeet. Optimistisch zou het cijfer zelfs 88% kunnen bedragen. De conservatieve berekeningen brengen dit cijfer terug tot 7% van de zonachtige sterren in de melkweg (vandaar 300 miljoen) - en op basis van dat aantal voorspelt het team dat er binnen 30 lichtjaar vier zonachtige sterren met bewoonbare planeten zijn van de aarde.
Een van de oorspronkelijke doelen van de Kepler-missie was om precies dit aantal te berekenen, zegt Bryson. Dit hebben we altijd willen doen.
Bewoonbaarheid heeft te maken met de kans dat een planeet temperaturen heeft matig genoeg om vloeibaar water op het oppervlak te laten bestaan (aangezien water essentieel is voor het leven zoals wij het kennen). De meeste studies komen erachter door de afstand van een exoplaneet tot zijn gastheerster te meten en of zijn baan niet te dichtbij en niet te ver is - de zogenaamde Goudlokje-zone.
Volgens Bryson is de baanafstand een nuttige maatstaf wanneer je één specifieke ster onderzoekt. Maar als je naar veel sterren kijkt, hebben ze allemaal een verschillende helderheid die verschillende hoeveelheden warmte afgeeft aan omringende objecten, wat betekent dat hun bewoonbare zones zullen variëren. Het team koos er in plaats daarvan voor om na te denken over bewoonbaarheid in termen van het volume van het licht dat het oppervlak van een exoplaneet raakt, wat het artikel de instellatieflux noemt.
Door middel van stellaire helderheidsgegevens meten we de werkelijke temperatuur van de planeet - of het nu echt in de bewoonbare zone is - voor alle planeten rond alle sterren in onze steekproef, zegt Bryson. Je krijgt niet dezelfde soort betrouwbare temperatuurcijfers als je met afstanden werkt, zegt hij.
Hoewel Bryson beweert dat de onzekerheden van deze studie kleiner zijn dan die bij eerdere pogingen, zijn ze nog steeds vrij groot. Dit komt vooral omdat het team met zo'n kleine steekproef van ontdekte rotsachtige exoplaneten werkt. Kepler heeft geïdentificeerd meer dan 2.800 exoplaneten , waarvan er slechts enkele om zonachtige sterren draaien. Het is geen ideaal getal om het bestaan van honderden miljoenen anderen in de melkweg te voorspellen. Door zo weinig observaties te hebben, beperkt het wat je kunt zeggen over wat de waarheid is, zegt Bryson.
Ten slotte gaat de nieuwe studie uit van een eenvoudig model voor deze exoplaneten dat dramatisch zou kunnen afwijken van de omstandigheden in de echte wereld (sommige van deze sterren kunnen bijvoorbeeld dubbelstersystemen vormen met andere sterren). Door meer variabelen in het model in te voeren, zou een nauwkeuriger beeld kunnen worden geschetst, maar daarvoor zijn nauwkeurigere gegevens nodig die we nog niet echt hebben.
Maar het zijn studies als deze die ons kunnen helpen die gegevens te verkrijgen. Het hele doel van Kepler was om wetenschappers te helpen erachter te komen aan wat voor soort interstellaire objecten ze meer middelen zouden moeten besteden om buitenaards leven te vinden, vooral met ruimtetelescopen waarvan de observatietijd beperkt is. Dit zijn de instrumenten (zoals die van NASA) James Webb Ruimtetelescoop en de ESA's PLATO telescoop ) die zouden kunnen bepalen of een potentieel bewoonbare exoplaneet een atmosfeer heeft of enig potentieel herbergt biohandtekeningen , en studies zoals deze laatste kunnen ingenieurs helpen bij het ontwerpen van telescopen die meer geschikt zijn voor deze taken. Haqq Misra voegt eraan toe dat de resultaten de ondersteuning voor missieconcepten zoals: LUVOIR , HabEx , OST , en LEVEN - die allemaal gebruikmaken van verschillende soorten instrumenten om de bewoonbaarheid van exoplaneten op verschillende manieren te bestuderen.
Bijna elke zonachtige ster in de melkweg heeft een planeet waar leven zou kunnen ontstaan, zegt Frank. De mensheid stelt deze vraag al meer dan 2500 jaar, en nu weten we niet alleen het antwoord, we verfijnen onze kennis van dat antwoord. Dit artikel vertelt ons dat er veel planeten zijn op de juiste plaats om leven te laten ontstaan.
Dit bericht is bijgewerkt met aanvullende opmerkingen van Jacob Haqq Misra