Kuinka monta planeettaa mahtuu tähden asuinalueelle?

Erilaisia ​​eksoplaneettoja ja auringonkuvia

Taiteilijan kuva erilaisista eksoplaneetoista ja auringosta. (Kuva: NASA/Tim Pyle)



Kuinka monta planeettaa mahtuu asuinalueelle tähden ympärille? Ryhmä tutkijoita näki tämän kysymyksen, jonka Redditissä esitti ei-tiedemies, ja päätti vastata siihen.

Vastaus, jonka he keksivät, on viisi Maapallon kaltaista kivistä planeettaa pienen, himmeän tähden (nimeltään punainen kääpiö) ympärillä.





Viimeisten 20 vuoden aikana tähtitieteilijät ovat vahvistaneet, että maapallon aurinkokunnan ulkopuolella on lähes 3400 planeettaa, joista monet ovat löytäneet NASAn Kepler -avaruusteleskoopin. Monet näistä eksoplaneetoista sijaitsevat tähtiensä asutusvyöhykkeellä - alueella, joka on tarpeeksi lämmin, jotta maailmoilla voi olla nestemäistä vettä pinnoillaan. Maalla vesi on elämän edellytys; eläviä organismeja löytyy lähes kaikkialta, missä on nestemäistä vettä, jopa kilometrejä maan alla. [Exoplanets: Aurinkokuntamme ulkopuolella olevat maailmat]

Uusi työ tutkii, kuinka moniin eksoplaneettoihin mahtuu tähden asuinalue alkoi Christa Van Laerhovenin roolista panelistina AskScience-foorumilla, joka on verkkopalvelu, jota ylläpitää viestitaulupohjainen verkkosivusto Reddit, ja jossa tutkijat voivat vastata muiden kuin tiedemiesten esittämiin kysymyksiin.



'' Eräänä päivänä joku kysyi: 'Kuinka monta planeettaa mahtuu asutuskelpoiselle alueelle?' ', Sanoi Van Laerhoven, tutkimuksen pääkirjailija ja planeetatieteilijä Toronton Kanadan teoreettisen astrofysiikan instituutista.

Tutkittuaan aiempaa työtä Van Laerhoven havaitsi, ettei tähän kysymykseen ollut vielä lopullista vastausta.



'' Keplerin tehtävä on osoittanut meille, että planeettajärjestelmät voivat olla paljon tiiviimmin pakattu kuin aurinkokuntamme on ”, Van Laerhoven kertoi Space.comille. 'On siis syytä kysyä, mikä on raja planeettojen tiiviille pakkaamiselle.'

Van Laerhoven ja hänen kollegansa keskittyivät K- ja M -tyypin tähtiin, jotka tunnetaan myös punaisina kääpiöinä. Nämä tähdet ovat pieniä, kylmiä ja noin viidesosa auringon massasta ja jopa 50 kertaa himmeämpiä. Punaiset kääpiöt muodostavat jopa 70 prosenttia maailmankaikkeuden tähdistä, ja NASAn Kepler-avaruusalus on havainnut, että vähintään puolet näistä tähdistä isännöi kiviplaneettoja, jotka ovat puolet-neljä kertaa Maan massaa suuremmat.

Punaiset kääpiöplaneetat ovat mahdollisesti avainpaikkoja elämän etsimiseen, ei vain siksi, että niitä on niin paljon, vaan myös uskomattoman pitkäikäisyyden vuoksi. Toisin kuin aurinko, joka kuolee muutaman miljardin vuoden kuluttua, punaisilla kääpiöillä kuluu miljardeja vuosia polttoaineensa läpi, mikä on huomattavasti kauemmin kuin maailmankaikkeuden ikä, joka on noin 13,8 miljardia vuotta. Tämä pitkäikäisyys voi antaa elämälle runsaasti aikaa kehittyä näitä tähtiä kiertävillä planeetoilla.

Punaisten kääpiöiden asutusalueet ovat lähellä näitä tähtiä, koska ne ovat viileitä - usein lähempänä kuin etäisyys Elohopea kiertää aurinkoa . Tämä läheisyys tekee punaisista kääpiöistä houkuttelevia tutkijoita, jotka etsivät asumiskelpoisia maailmoja, koska näillä asuinalueilla olevat planeetat risteävät useammin tähtiensä edessä, jolloin ne on helpompi havaita kuin planeetat, jotka kiertävät kauempana.

Uutta tutkimusta varten tutkijat suorittivat tietokonesimulaatioita, joissa oli mukana noin puolet auringon massasta oleva punainen kääpiö, jota ympäröi useita kivisiä planeettoja, joiden massa oli sama kuin maan, joka pyörii ympyrän kiertoradalla. Nämä simulaatiot kesti kussakin järjestelmässä jopa 10 miljardia kiertoradan sisintä planeettaa. Tällaisen punaisen kääpiön asutusvyöhykkeen sisäreunalla oleva planeetta kesti vain noin viidenneksen maapallon vuodesta kiertorataan, Van Laerhoven sanoi.

Kallioplaneettien toisiinsa kohdistama painovoima rajoitti sitä, kuinka monta planeettaa voisi ahtautua tähtiä ympäröivälle alueelle; tutkijat laskivat, että korkeintaan punainen kääpiö voisi isännöidä alle puoli tusinaa maapallon kokoista planeettaa asutusalueellaan.

'Rakkaat tieteiskirjailijat-voit majoittaa jopa viisi planeettaa tähden asutusalueelle', Van Laerhoven sanoi.

Jos ihmiset eläisivät tällaisen järjestelmän sisimmässä maailmassa, sen lähin naapuri näyttäisi 'noin 6,7 kertaa pienemmältä kuin kuu näyttää meille', jopa kahden planeetan lähimmän lähestymisen aikana, Van Laerhoven sanoi.

On edelleen epävarmaa, voiko tällainen tiiviisti pakattu järjestelmä koskaan muodostua luonnossa.

'Planeettaa muodostavilla levyillä ei ehkä ole tarpeeksi massaa tuottaakseen erittäin tiiviisti pakattuja järjestelmiä', Van Laerhoven sanoi. '' Keplerin tehtävä on osoittanut meille, että on olemassa hyvin tiiviisti pakattuja järjestelmiä, mutta ne eivät täysin saavuta pakkausmäärää, joka vaaditaan täyttämään viisi maata asutuskelpoisella vyöhykkeellä. Pienten planeettojen löytäminen on kuitenkin haastavaa, enkä usko, että olemme vielä nähneet kaikenlaisia ​​planeettajärjestelmiä, joita luonto voi luoda.

Tuleva tutkimus voi nähdä, mitä vaikutuksia näiden planeettojen kiertoradalla voi olla näiden järjestelmien vakauteen, Van Laerhoven sanoi.

Tutkijat kertoivat havainnoistaan ​​19. lokakuuta Amerikan tähtitieteellisen seuran divisioonassa Planetary Sciences ja European Planetary Science Congress Pasadenassa, Kaliforniassa.

Seuraa Charles Q. Choia Twitterissä @cqchoi . Seuraa meitä @Spacedotcom , Facebook ja Google+ . Alkuperäinen artikkeli aiheesta Space.com .