كما ذكرنا مؤخرًا ، يبدو أن احتمالية اكتشاف عوالم بحجم الأرض الصالحة للسكن تستمر في التحسن وأفضل. ولكن الآن أحدث الحسابات من صحيفة جديدة صدرت هذا الأسبوع تكاد تكون محيرة للعقل. باستخدام ما يسميه المؤلفون 'استقراء دقيق للغاية' لمعدل الكواكب الصغيرة التي لوحظت حول النجوم القزمة M بواسطة مركبة الفضاء كبلر ، قدروا أنه يمكن أن يكون هناك ما يزيد عن 100 مليار عوالم بحجم الأرض في المناطق الصالحة للسكن من قزم M أو قزم أحمر النجوم في مجرتنا. ونظرًا لأن عدد هذه النجوم نفسها يقدر بنحو 100 مليار في مجرة درب التبانة ، فهذا - في المتوسط - عالم بحجم الأرض لكل نجم قزم أحمر في مجرتنا.
قف.
ونظرًا لأن نظامنا الشمسي محاط بأقزام حمراء - نجوم شديدة البرودة وخافتة جدًا غير مرئية للعين المجردة (أقل من ألف من سطوع الشمس) - يمكن أن تكون هذه العوالم قريبة ، ربما قريبة من 7 سنوات ضوئية بعيدا.
بمساعدة عالم الفلك دارين راجوزين ، زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة فلوريدا الذي يعمل مع مهمة كبلر ( شاهد مقابلة Hangout معه العام الماضي ) ، دعنا نلقي نظرة على النتائج الأخيرة التي أدت إلى هذا الإسقاط المذهل الأخير.
مرة أخرى في فبراير ، أبلغنا عن النتائج من كورتني دريسينج وديف شاربونو من مركز الفيزياء الفلكية الذي قال إن حوالي 6٪ من النجوم القزمة الحمراء يمكن أن تستضيف كواكب صالحة للسكن بحجم الأرض. ولكن منذ ذلك الحين ، أدرك دريسينغ وشاربونو أن لديهم خطأ في التعليمات البرمجية الخاصة بهم ولديهممراجعةالتردد لخمسة عشر٪وليس 6٪. وهذا يضاعف التقديرات.
ثم فقط أبلغنا هذا الأسبوع كيف اقترح رافي كوبارابو من جامعة ولاية بنسلفانيا ومختبر الكواكب الافتراضي بجامعة واشنطن أنه يجب إعادة تعريف المنطقة الصالحة للسكن حول الكواكب ، بناءً على بيانات جديدة أكثر دقة تضع المناطق الصالحة للسكن بعيدًا عن النجوم أكثر مما كان يُعتقد سابقًا. يؤدي تطبيق المنطقة الجديدة الصالحة للسكن على الأقزام الحمراء إلى دفع جزء الأقزام الحمراء التي لها كواكب صالحة للسكن أقرب إلىخمسون٪.
يُظهر الرسم حدود منطقة صالحة للسكن متفائلة ومحافظة حول النجوم الباردة منخفضة الكتلة. تشير الأرقام إلى أسماء الكواكب المرشحة المعروفة لكبلر. يمثل اللون الأصفر مرشحين بأقل من 1.4 مرة من نصف قطر الأرض. يمثل اللون الأخضر الكوكب المحتمل بين نصف قطر الأرض 1.4 و 2. الائتمان: ولاية بنسلفانيا.
ولكن الآن ، الورقة الجديدة المقدمة إلى arXiv هذا الأسبوع ، ' توزيع نصف القطر للكواكب الصغيرة حول النجوم الباردة 'بواسطة تيم مورتون وجوناثان سويفت (طالب دراسات عليا وباحث ما بعد الدكتوراة من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ExoLab) وجد أن هناك تصحيحًا إضافيًا للأرقام من خلال أرقام Dressing و Charbonneau.
قال راجوزين لـ Universe Today: 'هذا يرجع أساسًا إلى حقيقة أن هناك عددًا أكبر من الكواكب الصغيرة مما كنا نظن لأن كبلر ليس حساسًا بعد لعدد كبير يستغرق وقتًا أطول للدوران'. 'عند حساب هذا التأثير وتعزيز الحساب باستخدام بعض الأساليب الإحصائية الجديدة اللطيفة ، فإنهم يقدرون أن أرقام Dressing و Charbonneau صغيرة جدًا في الواقع بمعامل 2. وهذا يضع الرقم عند 30٪ في المنطقة القديمة الصالحة للسكن ، والآن يصل الى حوالي100٪في المنطقة الجديدة الصالحة للسكن '.
الآن ، من المهم الإشارة إلى بعض الأشياء حول هذا الموضوع.
كما أشار مورتون في رسالة بريد إلكتروني إلى Universe Today ، من المهم أن ندرك أن هذا ليس قياسًا مباشرًا بعد لمعدل المنطقة الصالحة للسكن ، 'ولكن هذا ما سأصنفه على أنه استقراء دقيق للغاية لمعدل الكواكب الصغيرة التي لاحظناها في فترات أقصر حول الأقزام M. '
وكما أكد لنا Ragozzine و Morton ، فإن كل هذه الأرقام تستند إلى نتائج Kepler فقط ، وحتى الآن ، بينما هناك كواكب مؤكدة حول الأقزام M ، لم يتم تأكيد أي منها حتى الآن في المنطقة الصالحة للسكن.
قال راجوزين: 'إنهم لا يستخدمون أي نتائج من السرعة الشعاعية (HARPS ، إلخ)'. 'على هذا النحو ، هذه كلهامرشحينوليس الكواكب. أي أن الأرقام مبنية على افتراض أن معظم / كل مرشحي كبلر هم كواكب حقيقية. هناك آراء متباينة حول ما سيكون عليه المعدل الإيجابي الخاطئ ، خاصة بالنسبة لهذه المجموعة الفرعية من النجوم ، ولكن لا شك في أن الأرقام قد تنخفض لأن بعض هؤلاء المرشحين يتضح أنهم شيء آخر غير الكواكب بحجم الأرض HZ. '
هناك محاذير أخرى يجب أخذها في الاعتبار أيضًا.
قال راغوزين: 'يجب على الجميع توخي الحذر بشأن ما تعنيه عبارة' 100٪ '. 'هذا لا يعني أن كل قزم M لديه كوكب بحجم الأرض هرتز. وهذا يعني أنه يوجد في المتوسط كوكب بحجم 1 هرتز للأرض لكل قزم M. يأتي الاختلاف من حقيقة أن هذه النجوم الصغيرة تميل إلى امتلاك كواكب تأتي في مجموعات مكونة من 3-5. إذا كان عدد الكواكب لكل نجم ، في المتوسط ، واحدًا ، والنجم M النموذجي به 5 كواكب ، فإن 20٪ فقط من النجوم M لديها أنظمة كوكبية '.
النقطة دقيقة ولكنها مهمة. قال راجوزين ، على سبيل المثال ، إذا كنت ترغب في التخطيط لمهام تلسكوب جديدة لمراقبة هذه الكواكب ، فإن فهم توزيعها أمر بالغ الأهمية.
'أنا مهتم جدًا بفهم أنواع أنظمة الكواكب التي تستضيف هذه الكواكب لأن هذا يفتح عددًا من الأسئلة العلمية المثيرة للاهتمام. إن تمييز تواترها وتوزيعها كلاهما ذو قيمة '.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن التعريف الجديد للمنطقة الصالحة للسكن من كوبارابو وآخرون. تحدث فرقا كبيرا.
كما يشير Ragozzine:
قال راجوزين: 'بدأ هذا حقًا في الإشارة إلى أن تعريف منطقة هرتز يعتمد في الغالب على الحجج النظرية التي يصعب تبريرها بدقة'. 'على سبيل المثال، ورقة حديثة يظهر أن الضغط الجوي يحدث فرقًا كبيرًا ولكن لا توجد طريقة لتقدير الضغط الذي سيكون على عالم بعيد. (حتى في أفضل الحالات ، بالكاد يمكننا أن نقول إن الكوكب بأكمله ليس جوًا واحدًا منتفخًا عملاقًا.) من الواضح أن العمل الذي يقوم به كوبارابو وآخرين ضروري ، ومن وجهة نظر فلكية بيولوجية ، ليس لدينا خيار سوى استخدام الأفضل النظرية والافتراضات المتاحة. ومع ذلك ، بدأ بعضنا في هذا المجال يشعر بالقلق حقًا من 'كلمة H' (كما يسميها مايك براون) ، متسائلاً عما إذا كانت مجرد تخمينات أكثر من اللازم. بالمناسبة ، أنا أفضل كثيرًا أن يُشار إلى هذه العوالم على أنها صالحة للسكن ، لأن هذا حقًا ما نحاول قوله '.
ومع ذلك ، قال مورتن لـ Universe Today إنه يشعر أن الاختلاف الأكبر في عملهم هو الاستقراء الدقيق من الكواكب ذات الفترات القصيرة إلى فترات أطول. وقال عبر البريد الإلكتروني: 'هذا هو السبب في أننا نحصل على معدلات حدوث للكواكب الأصغر حجمًا التي يبلغ حجمها ضعف حجم Dressing أو Kopparapu'.
يعتقد أيضًا أن الشيء الأكثر إثارة للاهتمام في ورقتهم ليس فقط معدل الحدوث الإجمالي أو معدل حدوث HZ ، ولكن حقيقة أنهم ، لأول مرة ، حددوا بعض الهياكل المثيرة للاهتمام في توزيع نصف قطر الكواكب الخارجية.
قال مورتون: 'على سبيل المثال ، نظهر أنه يبدو أن الكواكب التي يبلغ نصف قطرها الأرضي تقريبًا هي في الواقع الحجم الأكثر شيوعًا للكواكب حول هذه النجوم الباردة'. 'هذا منطقي إلى حد ما بالنظر إلى الأجسام الصخرية في نظامنا الشمسي - هناك كوكبان يقاربان حجم الأرض ، مما يجعله الحجم الأكثر شيوعًا للكوكب الصغير في نظامنا أيضًا! أيضًا ، وجدنا أن هناك الكثير والكثير من الكواكب حول الأقزام M التي تتجاوز عتبة الاكتشاف لمسوح العبور الأرضية الحالية - وهذا يعني أنه نظرًا لتصميم أدوات واستطلاعات أكثر حساسية ، سنستمر في العثور على المزيد والمزيد من هذه الكواكب المثيرة! '
لكن راجوزين أخبرنا أنه حتى مع كل التحذيرات المذكورة أعلاه ، فإن الشيء المثير هو أن الجوهر الرئيسي لهذه الأرقام الجديدة ربما لن يتغير كثيرًا.
قال راجوزين: 'لا أحد يتوقع أن الإجابة ستكون مختلفة بأكثر من عامل قليل - أي أن النطاق الحقيقي يكاد يكون مؤكدًا بين 30-300٪ ومن المحتمل جدًا بين 70-130٪'. 'نظرًا لتحسن قائمة مرشح Kepler من حيث الكمية (بسبب البيانات الجديدة) والنقاء والتوحيد ، سيكون الهدف الرئيسي هو تبرير هذه العبارات وتقليل هذا النطاق بشكل كبير.'
جانب آخر ممتع هو أن هذا العمل الجديد يقوم به جيل الشباب من علماء الفلك وطلاب الدراسات العليا وما بعد الدكتوراة.
'أنا متأكد من أن هذه المجموعة وغيرها ستستمر في إنتاج أشياء عظيمة ... النتائج العلمية المثيرة بدأت للتو!' قال راغوزين.
