Ifølge en ny undersøgelse foretaget af astronomer baseret på data fra Kepler-rumteleskopet, bør 1 ud af 4 sollignende stjerner have en planet, der er cirka jordstørrelse, der kredser rundt i stjernens beboelige zone.
Kunstnerens koncept af Kepler-rumteleskopet på baggrund af planeter og stjerner. Kepler opdagede over 1.000 af de 4.000+ kendte exoplaneter. Baseret på Kepler-data estimerer forskere nu, at 1 ud af 4 sollignende stjerner har mindst 1 planet omkring samme størrelse som Jorden. Billede via NASA / Ames Research Center / W. Stenzel / D. Rutter / Penn State News.
Hvor mange jordstørrede planeter - der kredser rundt i deres stjernes beboelige zone, hvor flydende vand kunne eksistere - er derude i vores Melkevejs galakse? Forskere har opdaget eksoplaneter af tusinder i de senere år, og nu har de en bedre idé om, hvad svaret på dette spørgsmål er. Ifølge en ny undersøgelse fra Penn State University baseret på data fra Kepler-rumteleskopet viser det sig, at en ud af fire sollignende stjerner skal have mindst en planet, der har størrelse i størrelse som Jorden og kredser i sin stjernes beboelige zone.
Det nye peer-reviewede dokument, der beskriver resultaterne, blev offentliggjort i The Astronomical Journal den 14. august 2019.
Dette er helt klart en spændende undersøgelse! Det har direkte implikationer for muligheden for liv på andre verdener. Der er ca. 200 milliarder stjerner i vores galakse, og ca. 10 procent af disse er sollignende stjerner. Det er 20 milliarder sollignende stjerner, og hvis en fjerdedel af dem har mindst en af disse jordstørrede planeter, så er det 5 mia i vores galakse alene!
Kunstnerens koncept af Kepler-186f, en jordstørrelse exoplanet, der kredser om en rød dværgstjerne 582 lysår fra Jorden. Der kan være milliarder af sådanne verdener alene i vores galakse. Billede via NASA Ames / SETI Institute / JPL – Caltech / Astrobiology Magazine.
Mere specifikt vurderede forskerne, at planeter næsten samme størrelse som Jorden, fra 3/4 til 1 1/2 gang Jordens diameter, og med orbitalperioder mellem 237 og 500 dage, forekommer omkring en af fire sollignende stjerner. For at redegøre for usikkerheder anbefaler de, at fremtidige planlægningsopgaver planlægger en forekomstfrekvens, der spænder fra så lav som omkring en planet for hver 33 stjerner til så høj som næsten en planet for hver to stjerner. Ifølge Eric B. Ford, professor i astronomi og astrofysik ved Penn State:
At vide, hvor ofte vi skal forvente at finde planeter i en given størrelse og en orbitalperiode, er yderst nyttigt til at optimere undersøgelser for exoplaneter og designet af kommende rumopgaver for at maksimere deres chance for succes. Penn State er førende inden for bragt avancerede statistiske og beregningsmetoder til analysen af astronomiske observationer for at tackle disse slags spørgsmål. Vores Institut for CyberScience (ICS) og Center for Astrostatistics (CASt) leverer infrastruktur og support, der muliggør disse typer projekter.
De fleste af de jordstørrede planeter, der faktisk er fundet indtil videre, er blevet opdaget af Kepler-rumteleskopet. Men de kan være vanskelige at finde, som Ford forklarede:
Kepler opdagede planeter med en lang række størrelser, kompositioner og kredsløb. Vi ønsker at bruge disse opdagelser til at forbedre vores forståelse af planetdannelse og til at planlægge fremtidige missioner til at søge efter planeter, der kan være beboelige. Det er imidlertid vildledende at tælle eksoplaneter i en given størrelse eller en orbitalafstand, da det er meget sværere at finde små planeter langt fra deres stjerne end at finde store planeter tæt på deres stjerne.
TRAPPIST-1-planetarsystemet (kunstnerens koncept), 39,6 lysår væk, har mindst 7 jordstørrede klippeplanter, herunder 3 i den beboelige zone. Kunne nogen af dem få liv? Billede via NASA / JPL-Caltech.
Så hvordan brugte forskerne Kepler-dataene til at bestemme, hvor mange jordstørrede, potentielt beboelige planeter der sandsynligvis er?
De designet en ny metode til at udlede forekomsten af planeter på tværs af en lang række størrelser og orbitalafstande, ikke kun planeterne, der er hovedfokus for undersøgelsen. Den nye model simulerer "universer" af stjerner og planeter og "observerer" derefter disse simulerede universer for at bestemme, hvor mange af planeterne ville være blevet opdaget af Kepler i hvert "univers." Som Danley Hsu, en kandidatstuderende i Penn State, videre forklarede:
Vi brugte den endelige katalog over planeter identificeret af Kepler og forbedrede stjerneegenskaber fra Det Europæiske Rumagenturs Gaia-rumfartøj til at opbygge vores simuleringer. Ved at sammenligne resultaterne med de planeter, der er katalogiseret af Kepler, karakteriserede vi graden af planeter pr. Stjerne, og hvordan det afhænger af planetstørrelse og orbitalafstand. Vores nye tilgang tillader teamet at redegøre for flere effekter, der ikke er inkluderet i tidligere undersøgelser.
Mens de fleste af de stjerner, som Kepler observerede, typisk er tusinder af lysår væk fra solen, observerede Kepler en stor nok prøve af stjerner, til at vi kan udføre en streng statistisk analyse for at estimere hastigheden af jordstørrelsesplaneter i den beboelige zone i nærheden sollignende stjerner.
Hvor mange andre verdener? Hvor mange mulige civilisationer? Billede via Manish Mamtani.
Resultaterne af denne undersøgelse kan nu bruges til at hjælpe med at planlægge kommende rumteleskoper, såsom James Webb Space Telescope (JWST), der vil være i stand til at studere atmosfærerne i nogle af disse verdener og søge efter tegn på biomarkører - gasser som ilt eller metan - der kan indikere liv. Ifølge Ford:
Videnskabsfolk er især interesseret i at søge efter biomarkører - molekyler, der tyder på liv - i atmosfærerne fra groft planeter i jordstørrelse, der kredser i solen-lignende stjerners 'beboelige zone'. Den beboelige zone er en række orbitalafstande, hvorpå planeterne kunne understøtte flydende vand på deres overflader. Søgning efter bevis på liv på planeter i jordstørrelse i den beboelige zone af sollignende stjerner vil kræve en stor ny rummission.
For ikke så længe siden vidste vi ikke, om nogen andre stjerner havde planeter, der kredsede rundt om dem. Nu har vi lært, at de fleste af dem gør det, og når det kommer til stjerner, der ligner vores egen sol, har mindst en fjerdedel af dem verdener, der kan svare til vores egen ...
Nederste linje: En ny undersøgelse ved hjælp af data fra Kepler-rumteleskopet antyder, at der kan være et stort antal jordstørrede verdener i vores galakse, der kredser rundt i deres stjernes beboelige zone. Vores galakse, Mælkevejen, har i alt ca. 200 milliarder stjerner og ca. 20 milliarder sollignende stjerner. Hvis en ud af fire sollignende stjerner har mindst en jordstørrelse planet, er det 5 milliarder sådanne verdener alene i vores galakse!