Ученые оценили, сколько планет в нашей Галактике и сколько из них потенциально пригодны для жизни
85.3K
Like Love Haha Wow Sad Angry
1289313
Большинство из звезд имеют систему планет. Возникает вопрос, сколько же их всего? Только в нашей Галактике должны существовать миллиарды внеземных миров!
В ясную ночь, когда световые помехи не являются серьезным фактором, небо выглядит захватывающе: просмотру открывается огромное количество звезд. Но, конечно, мы можем видеть всего лишь малую часть от звезд, которые на самом деле существуют в нашей Галактике. Что еще более поразительно, большинство из них имеют собственную систему планет. Возникает вопрос, сколько же всего экзопланет? Только в одной нашей Галактике должны существовать миллиарды внеземных миров!
Итак, давайте предположим, что восемь планет, которые существуют в пределах Солнечной системы, представляют собой среднее значение. Следующим шагом будет умножить это число на количество звезд, которые существуют в пределах Млечного Пути. Фактическое количество звезд в нашей Галактике является предметом некоторого спора. По существу, астрономы вынуждены проводить приблизительные оценки, поскольку мы не можем рассмотреть Млечный Путь извне. А с учетом того, что он находится в форме спирали с перемычкой, галактический диск наиболее трудно изучать из-за интерференции света от его многочисленных звезд. В результате оценка основывается на расчетах массы нашей Галактики, а также массовой доли звезд в ней. Исходя из этих данных, ученые подсчитали, что Млечный Путь содержит от 100 до 400 миллиардов звезд.
Таким образом, галактика Млечный Путь может иметь от 800 миллиардов до 3,2 триллиона планет.
По состоянию на 13 октября 2016 года астрономы подтвердили наличие 3397 экзопланет из 4696 потенциальных кандидатов, которые были обнаружены в период с 2009 по 2015 год. Некоторые из этих планет наблюдались непосредственно в процессе прямой визуализации. Тем не менее, подавляющее большинство было обнаружено косвенным образом с помощью методов транзита и радиальных скоростей.
Гистограмма показывает динамику обнаружения экзопланет по годам. Credit: NASA Ames/W. Stenzel, Princeton/T. MortonВ ходе первоначальной 4-летней миссии космический телескоп «Kepler» наблюдал около 150 000 звезд, которые главным образом относились к М-классу, также известному как красные карлики. Когда в ноябре 2013 года «Kepler» вошел в новую фазу миссии K2, он сместил акцент на изучение звезд K- и G-класса, которые почти такие же яркие и горячие, как Солнце.
По данным недавнего исследования, проведенного научно-исследовательским центром Эймса (NASA), «Kepler» обнаружил, что около 24% звезд M-класса могут иметь потенциально пригодные для жизни планеты сравнимые по размеру с Землей (те, которые не более чем в 1,6 раза превышают Землю по радиусу). На основании числа звезд М-класса в нашей Галактике могут существовать около 10 миллиардов потенциально пригодных для жизни, похожих на Землю миров.
Кроме этого, анализ результатов K2 предполагает, что около одной четверти больших звезд могут также иметь аналогичные Земле планеты, вращающиеся в пределах обитаемых зон. Таким образом, можно оценить, что только в Млечном Пути существуют буквально десятки миллиардов потенциально пригодных для развития жизни планет.
В ближайшие годы миссии космических телескопов «James Webb» и «TESS» будут способны обнаруживать меньшие планеты, вращающиеся вокруг тусклых звезд, и, возможно, даже определят, есть ли жизнь на какой-либо из них. После того, как эти новые миссии приступят к работе, мы будем иметь более точные оценки размера и количества планет, существующих в нашей Галактике. А до тех пор их расчетное число обнадеживает: шансы на внеземной интеллект весьма высоки!
Сколько планет в нашей галактике Млечный Путь?
Млечный Путь — галактика, включающая нашу Солнечную систему, название которой описывает вид галактики с Земли: туманная полоса света, видимая в ночном небе, образованная звездами, которые невозможно различить невооруженным глазом.
Галактика Млечный Путь по оценкам содержит от 100 до 400 миллиардов звезд. На данный момент только в нашей галактике астрономы подтвердили существование уже более 5000 планет, вращающихся вокруг звезд, отличных от Солнца — экзопланет. Может показаться, что планет много, но это число представляет собой лишь малую часть того, что там находится. Так сколько же планет в Млечном Пути?
Звезды и планеты
Если достаточно долго наблюдать за каждой звездой Млечного Пути и подтверждать существование каждой отдельной планеты, то можно было бы назвать точное количество планет в нашей галактике. Однако такая задача на сегодняшний день попросту невыполнима, поэтому астрономы полагаются на оценки, основанные на том, что известно о звездах и планетах.
Например, астрономы могут рассчитать среднее количество планет на звезду для всех звезд, о которых известно, что у них есть планеты. Делая это, астрономы могут затем применить это среднее значение ко всей галактике, что даст нам приблизительную оценку того, сколько планет находится в Млечном Пути.
Данные телескопов, ищущих планеты, предполагают, что в среднем вокруг каждой звезды вращается по крайней мере одна планета. Поскольку в Млечном Пути насчитывается минимум 100 миллиардов звезд, это соответствует 100 миллиардам планет. Однако важно отметить, что это среднее значение основано всего на нескольких тысячах звезд, а когда в галактике много миллиардов звезд, истинное среднее количество планет может значительно отличаться.
Может ли планет быть больше, чем звезд?
Солнечная система состоит из одной звезды и восьми планет. Получается, что количество планет в нашей Солнечной системе значительно превышает количество звезд. Если бы в каждой солнечной системе было больше планет, чем звезд, то количество планет в нашей галактике значительно превышало бы количество звезд.
Оценка в 100 миллиардов планет, вероятно, является наименьшим возможным количеством планет. Если бы вокруг каждой звезды вращалось такое же количество планет, как в Солнечной системе, тогда в галактике было бы минимум 800 миллиардов планет, или в восемь раз больше планет, чем звезд.
Даже если бы вокруг каждой звезды вращались бы только две планеты, количество планет все равно было бы в два раза больше, чем количество звезд.
Планеты-изгои
Планета-изгой (также называемая свободно плавающей планетой, несвязанной или блуждающей планетой) — это межзвездный объект планетарной массы, следовательно, меньший, чем звезды и коричневые карлики, и не имеющий планетной системы.
youtube.com/embed/ew_TprOz_Os» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>Такие объекты были выброшены из планетной системы, в которой они сформировались, или никогда не были гравитационно связаны с какой-либо звездой или коричневым карликом. По оценка, только в Млечном Пути могут быть миллиарды или даже триллионы планет-изгоев.
Исследование показало, что будущий космический телескоп NASA — Nancy Grace Roman может обнаружить сотни планет-изгоев в Млечном Пути. Идентификация этих планет поможет ученым определить общее число планет-изгоев в нашей галактике.
За пределами Млечного Пути
Подавляющее большинство известных экзопланет было обнаружено в пределах Млечного Пути. Однако астрономы подтвердили существование небольшого количества экзопланет в других галактиках.
Огромное количество известных планет в нашей галактике предполагает, что планеты являются естественной частью звездообразования, и это, вероятно, относится и к другим галактикам, поскольку законы физики применимы ко всей Вселенной.
Это означает, что Вселенная содержит триллионы и триллионы отдельных планет. На самом деле, во Вселенной так много планет, что любая планета, о которой вы только можете подумать, пока она подчиняется законам физики, вероятно, существует где-то там. Удивительно знать, что все это отдельные миры со своей историей и эволюцией. Бесчисленные миры в кажущемся бесконечным космосе.
Подпишитесь на наш канал в Telegram
Сколько планет во Вселенной?
На протяжении большей части истории наша Солнечная система содержала единственные известные планеты.
Хотя сейчас мы считаем, что понимаем, как сформировались Солнце и наша Солнечная система, этот ранний вид является лишь иллюстрацией. Когда дело доходит до того, что мы видим сегодня, все, что у нас осталось, это выжившие. То, что было вокруг на ранних стадиях, было гораздо более многочисленным, чем то, что сохранилось сегодня, и этот факт, вероятно, верен для каждой успешной звездной системы, а также для каждой неудавшейся звездной системы во Вселенной. (Источник: JHUAPL/SwRI)
И все же каждая мерцающая точка света — каждая звезда — представляет собой новый шанс.
Каждая звезда в каждой галактике содержит свою собственную звездную систему и, возможно, свой собственный набор планет. Долгое время мы не знали, сколько из этих звезд на самом деле обладают планетами или какова вероятность существования планет с разными массами. Сегодня, более чем через 30 лет после открытия первой экзопланеты, мы ближе, чем когда-либо, к пониманию того, сколько планет населяет нашу Вселенную. (Источник: ESO/VISTA/Дж. Борисова)
Такие системы могут содержать каменистые планеты, океаны, континенты и, возможно, жизнь.
Поверхности шести разных миров в нашей Солнечной системе, от астероида до Луны, Венеры, Марса, Титана и Земли, демонстрируют большое разнообразие свойств и историй. Хотя Земля — единственный известный мир, в котором есть жизнь, эти другие миры могут когда-нибудь расширить наше нынешнее понимание того, как часто возникает жизнь. (Фото: Майк Маласка; ISAS/JAXA, NASA, IKI, NASA/JPL, ESA/NASA/JPL)
В начале 1990-х годов были обнаружены первые планеты вокруг других звезд.
Если мы хотим узнать, сколько планет во Вселенной, один из способов сделать такую оценку — обнаружить планеты до пределов возможностей обсерватории, а затем экстраполировать, сколько планет было бы, если бы мы смотрели на нее с безграничная обсерватория. Хотя остаются огромные неопределенности, теперь мы можем с уверенностью сказать, что среднее число планет на одну звезду больше 1. (Фото: ESO/M. Kornmesser)
Когда планеты вращаются вокруг своих звезд, эти звезды вращаются вокруг своего общего центра масс, создавая «колебания» в своем движении.
Когда массивная планета обращается вокруг своей родительской звезды, звезда и планета вращаются вокруг своего общего центра масс. Даже если планету нельзя наблюдать напрямую, ее присутствие, период обращения и массу (умноженную на неопределенный угол наклона орбиты) можно определить, просто измерив периодическое движение родительской звезды методом доплеровской спектроскопии. (Источник: Европейская южная обсерватория)
Это звездное колебание, или лучевая скорость, показывает планетарные массы и орбитальные периоды вплоть до неопределенного угла наклона.
Сегодня экзопланеты, которые нельзя увидеть или изобразить напрямую, все еще можно обнаружить благодаря их гравитационному влиянию на родительскую звезду, которое вызывает периодическое спектральное смещение, которое можно четко наблюдать. (Источник: Э. Пеконталь)
Тем временем транзитные планеты заслоняют часть света родительской звезды.
Когда планеты проходят перед своей родительской звездой, они блокируют часть света звезды: транзитное событие. Измеряя величину и периодичность транзитов, мы можем сделать вывод об орбитальных параметрах и физических размерах экзопланет. Когда время транзита меняется и за ним следует (или ему предшествует) транзит меньшей величины, это также может указывать на экзолуну, например, в системе Kepler-1625. (Источник: НАСА GSFC/SVS/Катрина Джексон)
Это периодическое затемнение показывает радиус и период планеты; он отвечает за большинство открытых в настоящее время планет.
Планета-изгой CFBDSIR2149, изображенная в инфракрасном диапазоне, представляет собой мир газового гиганта, который излучает инфракрасный свет, но не имеет звезды или другой гравитационной массы, вокруг которой он вращается. Это одна из немногих известных планет-изгоев, и ее удалось обнаружить только потому, что ее достаточно большая масса излучает собственное инфракрасное излучение. (Фото: ESO/P. Delorme)
Между тем, прямое изображение и микролинзирование также позволяют обнаружить экзопланеты; их число может резко возрасти в ближайшие десятилетия.
Когда происходит гравитационное микролинзирование, фоновый свет от звезды искажается и увеличивается, когда промежуточная масса перемещается поперек или вблизи линии обзора звезды. Эффект промежуточной гравитации искривляет пространство между светом и нашими глазами, создавая особый сигнал, который показывает массу и скорость рассматриваемой планеты. (Фото: Ян Сковрон/Астрономическая обсерватория Варшавского университета)
С 400 миллиардами звезд Млечного Пути, по нашим оценкам, они содержат от 1 до 10 триллионов вращающихся вокруг планет.
Хотя Млечный Путь полон звезд, эта карта звездной плотности неба, построенная на основе данных космической миссии ESA Gaia, точна только в той мере, в какой видимый свет дает нам точную информацию. Ультрафиолетовый и видимый свет, излучаемый звездами Млечного Пути, затемняется блокирующей свет пылью в нашей галактике, поэтому для их обнаружения требуются более длинные волны. Благодаря сочетанию многоволновых наблюдений и выводов о маломассивных звездах в нашей галактике мы теперь оцениваем, что в Млечном Пути насчитывается около 400 миллиардов звезд, и 80% из них являются красными карликами М-класса. (Источник: ESA/Gaia)
Между тем, планет-изгоев/сирот, выброшенных и/или образовавшихся без родительских звезд, может быть в 10-10 000 раз больше.
Планеты-бродяги могут иметь различное экзотическое происхождение, например, возникать из расколотых звезд или другого материала, или из планет, выброшенных из солнечных систем, но большинство должно возникать из звездообразующих туманностей, как просто гравитационные сгустки, которые так и не достигли цели. объекты размером со звезду. Когда происходит событие микролинзирования, мы можем использовать свет, чтобы реконструировать массу промежуточной планеты. (Фото: К. Пуллиам, Д. Агилар/CfA)
Имея около 2 триллионов галактик в пределах нашей наблюдаемой Вселенной, мы можем экстраполировать общее количество планет нашей Вселенной.
Аппарат Хаббла eXtreme Deep Field (XDF) мог наблюдать участок неба, составляющий всего 1/32 000 000 от общего количества, но смог обнаружить в нем колоссальные 5500 галактик: по оценкам, 10% от общего числа галактик, которые на самом деле содержались в этом срезе в стиле карандашного луча. Остальные 90% галактик либо слишком тусклые, либо слишком красные, либо слишком затемненные, чтобы Хаббл мог их обнаружить, но когда мы экстраполируем на всю наблюдаемую Вселенную, мы ожидаем получить в общей сложности около 2 триллионов галактик в видимой Вселенной. (Фото: HUDF09и команды HUDF12; Обработка: E. Siegel)
Существует ~10 25 планет, которые вращаются вокруг звезд, с некоторыми ~10 26 -10 30 дополнительных беззвездных планет.
Когда звездный свет проходит через атмосферу транзитной экзопланеты, отпечатываются подписи. В зависимости от длины волны и интенсивности как эмиссионных, так и абсорбционных характеристик присутствие или отсутствие различных атомных и молекулярных частиц в атмосфере экзопланеты может быть выявлено с помощью метода транзитной спектроскопии. (Источник: ESA/David Sing/PLANetary Transits and Oscillations of Stars (PLATO) миссия)
Если повезет, мы скоро найдем первую внесолнечную планету с внеземной жизнью.
Уравнение Дрейка — это один из способов оценить количество космических, технологически продвинутых цивилизаций в галактике или Вселенной сегодня. Однако он основан на ряде предположений, которые не обязательно являются очень хорошими, и содержит много неизвестных, для которых нам не хватает необходимой информации, чтобы дать значимые оценки. (Кредит: Университет Рочестера)
«В основном немой понедельник» рассказывает астрономическую историю с помощью изображений, иллюстраций и не более 200 слов. Меньше болтай; улыбайся больше.
Ученые говорят, что в нашей Галактике есть только одна планета, похожая на Землю
Идея найти другие планеты, похожие на Землю, изобилующие инопланетной жизнью, всегда волновала как астрономов, так и простых людей. И это любопытство привело к открытию первой экзопланеты в 1990-х годах — планеты за пределами нашей Солнечной системы, обычно вращающейся вокруг другой звезды — и с тех пор это число увеличилось до более чем 4000 подтверждений, а тысячи других «кандидатов» ожидают. подтверждение
NASA
Эти экзопланеты бывают самых разных размеров, масс, орбитальных расстояний и имеют состав от очень каменистых (как Земля и Венера) до очень богатых газом (как Юпитер и Сатурн). На некоторых планетах может преобладать вода или лед, а на других преобладают железо или углерод. В статье, опубликованной в The Astronomical Journal, использовались данные космического телескопа НАСА «Кеплер», который сейчас находится в отставке, чтобы сделать вывод, что наша галактика содержит около 300 миллионов потенциально пригодных для жизни каменистых планет, способных поддерживать жидкую воду на своей поверхности.
ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ: Новая экзопланета СуперЗемля на 70% больше и в 59 раз горячее, чем наша Земля
Биосферы, подобные Земле, могут быть редкими
Вам не нужны супергерои Marvel, чтобы рассказать вам, насколько уникальна Земля. Весь мир вокруг нас — планеты и луны в нашей Солнечной системе — и это единственная планета, пригодная для жизни, изобильная и чудесная. Жизнь, какой мы ее знаем, зародилась здесь и с тех пор поддерживает, процветает и трансформирует глобальную экосистему, а также становится намного более сложной, разумной и технологически продвинутой. И поэтому, когда ученые говорят, что ищут экзопланеты, похожие на Землю, они ищут условия, подобные тем, что мы имеем здесь, на Голубой планете.
NASA
Частью того, что делает Землю пригодной для жизни планетой, является биохимический процесс, называемый фотосинтезом, который вы, возможно, помните из своего учебника NCERT для класса VII. Это процесс, при котором растения используют солнечный свет, воду и углекислый газ для создания пищи и выделения кислорода в атмосферу.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Обнаружена экзопланета «Суперземля», вращающаяся вокруг одной из старейших звезд Млечного Пути
Новое исследование, опубликованное в «Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества», показало, имеют подходящую температуру для жидкой воды, чтобы существовать на поверхности, встречаются гораздо реже. На самом деле, ни одна из нескольких известных скалистых и потенциально обитаемых экзопланет не имеет теоретических условий для поддержания земной биосферы посредством «кислородного» фотосинтеза.
За исключением одного: Kepler-442b
Исследование, в ходе которого подробно изучалось, сколько энергии (излучения) экзопланета получает от своей звезды-хозяина, показало, что только одна планета — Kepler-442b — была близка к получению достаточного количества солнечного света, необходимого поддерживать большую биосферу, подобную Земле.
NASA
Обнаруженная в 2015 году, Kepler-442b представляет собой каменистую планету, масса которой в два раза превышает массу Земли и которая вращается вокруг умеренно горячей звезды в созвездии Лиры на расстоянии около 1200 световых лет.
ТАКЖЕ ПРОЧИТАЙТЕ: НАСА обнаружило три новых похожих на Землю «экзопланеты» с высокой вероятностью жизни на них ) и совершает один оборот вокруг своей звезды за 112 дней.
Как проводилось исследование
Ученые рассчитали количество фотосинтетически активной радиации (ФАР), получаемой планетой от своей звезды, и обнаружили, что звезды с температурой, близкой к половине температуры нашего Солнца, не могут поддерживать земные биосферы. Это связано с тем, что они не обеспечивают достаточного количества энергии в правильном диапазоне длин волн. Кислородный фотосинтез все еще был возможен, но такие планеты не могли поддерживать богатую биосферу.
NASA
Планеты вокруг еще более мелких и более холодных звезд, известных как красные карлики, не могли получить достаточно солнечного света даже для активации фотосинтеза.