211service.com
Halve Melkeveiens sollignende stjerner kan være hjemsted for jordlignende planeter
Wikimedia Commons
Nesten 4300 eksoplaneter har blitt oppdaget av astronomer, og det er ganske åpenbart nå galaksen vår er fylt med dem. Men poenget med å lete etter disse nye verdenene er mer enn bare en øvelse i frimerkesamling – det er å finne en som kan være hjemmet til livet, det være seg fremtidige mennesker som har funnet en måte å reise de avstandene eller utenomjordisk liv som har gjort et hjem for seg selv allerede. Den beste muligheten til å finne noe sånt er å finne en planet som ligner Jorden.
Og hvilken bedre måte å se etter Jorden 2.0 enn å søke rundt stjerner som ligner på solen? En ny analyse av eksoplanetdata samlet inn av NASAs Kepler-romteleskop, som opererte fra 2009 til 2018, har kommet med noen nye spådommer for hvor mange stjerner i Melkeveien som er sammenlignbare med solen i temperatur og alder som sannsynligvis vil være. går i bane rundt en steinete, potensielt beboelig planet som Jorden. Når det brukes på gjeldende estimater på 4,1 milliarder sollignende stjerner i galaksen, antyder modellen deres at det er minimum 300 millioner med minst én beboelig planet.
Modellens gjennomsnitt antyder imidlertid at én av to sollignende stjerner kan ha en beboelig planet, noe som får dette tallet til å svelle til over 2 milliarder. Enda mindre konservative spådommer antyder at det kan være over 3,6 milliarder.
Den nye studien har ennå ikke blitt fagfellevurdert, men det kommer snart, og det skal publiseres i Astronomical Journal.
Dette ser ut til å være en veldig nøye studie og omhandler virkelig vanskelige spørsmål om ekstrapolering fra Kepler-katalogen, sier Adam Frank, fysiker og astronom ved University of Rochester, som ikke var involvert i studien. Målet er å få et fullstendig, pålitelig og nøyaktig estimat for gjennomsnittlig antall potensielt beboelige planeter rundt stjerner. De ser ut til å ha gjort et godt løp på det.
Forskere har tidligere gjort flere forsøk på å bruke Kepler-data for å finne ut hvor mange sollignende stjerner i galaksen som har potensielt beboelige eksoplaneter i sin bane. Men disse studiene har gitt svar som varierte fra mindre enn 1 % til mer enn 100 % (dvs. flere planeter rundt disse stjernene). Det er en refleksjon av hvor vanskelig det har vært å jobbe med disse dataene, sier Steve Bryson fra NASA Ames Research Center i California, som ledet det nye arbeidet.
To store problemer har skapt dette store vinduet: ufullstendige data og behovet for å fjerne falske deteksjoner fra Kepler-datasettet.
Den nye studien tar for seg begge disse problemene. Det er det første i sitt slag som bruker hele Kepler eksoplanetdatasettet (mer enn 4000 deteksjoner fra 150 000 stjerner), men den bruker også stjernedata fra Gaia, European Space Agencys oppdrag for å kartlegge hver stjerne i Melkeveien . Alt dette bidro til å gjøre de endelige estimatene mer nøyaktige, med mindre usikkerheter. Og dette er etter at forskere har brukt år på å analysere Kepler-katalogen for å fjerne tilslørende elementer og sikre at bare ekte eksoplaneter er igjen. Bevæpnet med data fra både Kepler og Gaia, var Bryson og teamet hans i stand til å bestemme dannelseshastigheten for sollignende stjerner i galaksen, antall stjerner som sannsynligvis vil ha steinplaneter (med radius 0,5 til 1,5 ganger jordens), og sannsynlig at disse planetene ville være beboelige.
Jacob Haqq Misra, en forsker ved Blue Marble Space Institute of Science som ikke jobbet med den nye studien, mener den nye tilnærmingen er en 'betydelig forbedring i forhold til andre forsøk på å karakterisere forekomsten av planeter i beboelig sone.'
I gjennomsnitt, spår Bryson og teamet hans, 37 til 60 % av sollignende stjerner i Melkeveien bør være hjemsted for minst én potensielt beboelig planet. Optimistisk sett kan tallet være så høyt som 88 %. De konservative beregningene trekker dette tallet ned til 7 % av sollignende stjerner i galaksen (derav 300 millioner) – og på grunnlag av dette tallet spår teamet at det er fire sollignende stjerner med beboelige planeter innen 30 lysår av jorden.
Et av de opprinnelige målene med Kepler-oppdraget var å beregne nøyaktig dette tallet, sier Bryson. Vi har alltid tenkt å gjøre dette.
Beboelighet har å gjøre med sjansene for at en planet har temperaturer moderat nok til at flytende vann kan eksistere på overflaten (siden vann er essensielt for livet slik vi kjenner det). De fleste studier finner ut av dette ved å måle avstanden til en eksoplanet fra vertsstjernen og om dens bane ikke er for nær og ikke for langt – den såkalte Gulllokk-sonen.
I følge Bryson er baneavstand en nyttig beregning når du undersøker en bestemt stjerne. Men når du ser på mange stjerner, vil de alle vise forskjellige lysstyrker som leverer forskjellige mengder varme til omkringliggende objekter, noe som betyr at deres beboelige soner vil variere. Teamet valgte i stedet å tenke på beboelighet i form av volumet av lys som treffer overflaten til en eksoplanet, som avisen kaller instellasjonsfluksen.
Gjennom stjernelysstyrkedata måler vi den sanne temperaturen på planeten – enten den virkelig er i den beboelige sonen eller ikke – for alle planetene rundt alle stjernene i prøven vår, sier Bryson. Du får ikke den samme typen pålitelige temperaturtall som jobber med avstander, sier han.
Selv om Bryson hevder at denne studiens usikkerhet er mindre enn i tidligere forsøk, er de fortsatt ganske store. Dette er hovedsakelig fordi teamet jobber med et så lite utvalg av oppdagede steinete eksoplaneter. Kepler har identifisert over 2800 eksoplaneter , bare noen av dem går i bane rundt sollignende stjerner. Det er ikke et ideelt tall å bruke for å forutsi eksistensen av hundrevis av millioner andre i galaksen. Ved å ha så få observasjoner begrenser det hva man kan si om hva sannheten er, sier Bryson.
Til slutt antar den nye studien en enkel modell for disse eksoplanetene som kan avvike dramatisk fra forholdene i den virkelige verden (noen av disse stjernene kan for eksempel danne binære stjernesystemer med andre stjerner). Å plugge flere variabler inn i modellen vil bidra til å male et mer nøyaktig bilde, men det krever mer presise data som vi egentlig ikke har ennå.
Men det er studier som disse som kan hjelpe oss å skaffe oss disse dataene. Hele poenget med Kepler var å hjelpe forskere med å finne ut hva slags interstellare objekter de burde bruke mer ressurser på å studere for å finne utenomjordisk liv, spesielt med rombaserte teleskoper hvis observasjonstid er begrenset. Dette er instrumentene (som NASAs James Webb-romteleskopet og ESA PLATO teleskop ) som kan avgjøre om en potensielt beboelig eksoplanet har en atmosfære eller er hjemsted for noe potensial biosignaturer , og studier som denne siste kan hjelpe ingeniører med å designe teleskoper som er mer egnet for disse oppgavene. Haqq Misra legger til at resultatene kan styrke støtten til misjonskonsepter som LUVOIR , HabEx , OST , og LIV – som alle utnytter forskjellige typer instrumenter for å studere eksoplaneters beboelighet på forskjellige måter.
Nesten hver sollignende stjerne i galaksen har en planet der liv kan dannes, sier Frank. Menneskeheten har stilt dette spørsmålet i mer enn 2500 år, og nå vet vi ikke bare svaret, vi foredler kunnskapen vår om det svaret. Denne artikkelen forteller oss at det er mange planeter der ute på rett sted for liv å dannes.
Dette innlegget har blitt oppdatert med flere kommentarer fra Jacob Haqq Misra