Содержание
Сколько планет во Вселенной? | Выше космоса
Выше космоса
В 1990 году мы знали только о тех, которые находятся в нашей Солнечной системе. Сегодня мы знаем о тысячах, и это только верхушка айсберга.
По одной из теорий наша Солнечная система образовалась из облака газа, из которого возникла протозвезда, протопланетный диск и, в конечном итоге, возникли зачатки того, что станет планетами. Эта история формирования планет происходила не только сотни миллиардов раз в нашей собственной галактике, по одному разу для каждой из существующих звезд, но и во всей Вселенной на протяжении нашей космической истории, а также в системах, которые так и не стали достаточно массивными, чтобы сформировать успешную звезду. Изобилие и повсеместное распространение жизни на этих мирах — великая космическая неизвестность в настоящее время.
Благодаря таким методам поиска планет, как колебание звезд, транзитный метод, прямая съемка и микро-линзирование, мы знаем о тысячах планет за пределами нашей Солнечной системы.
Учитывая ограничения того, что мы можем увидеть, и физику формирования планет, мы вполне можем предположить, что только в Млечном Пути существуют триллионы планет. Учитывая, что в наблюдаемой нами Вселенной насчитывается около 2 триллионов галактик, мы наконец-то можем сделать точную оценку общего количества планет. Огромность космических «шансов» на жизнь может вас удивить.
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, относится к каждой успешной звездной системе, а также к каждой неудавшейся звездной системе во Вселенной.
И все же каждая мерцающая точка света — каждая звезда — представляет собой новый шанс.
Каждая звезда в каждой галактике содержит внутри себя свою звездную систему и, возможно, свой набор планет. Долгое время мы не знали, сколько из этих звезд действительно обладают планетами и какова вероятность существования планет различной массы. Сегодня, более чем через 30 лет после открытия первой экзопланеты, мы как никогда близки к пониманию того, сколько планет населяет нашу Вселенную.
Такие системы могут содержать каменистые планеты, обладающие океанами, континентами и — возможно — жизнью.
Поверхности шести различных миров в нашей Солнечной системе, от астероида до Луны, Венеры, Марса, Титана и Земли, демонстрируют широкое разнообразие свойств и истории. Хотя Земля является единственным известным миром, где возникла жизнь, эти другие миры могут когда-нибудь расширить наше нынешнее понимание того, как часто возникает жизнь.
В начале 1990-х годов появились первые обнаруженные планеты вокруг других звезд.
Если мы хотим знать, сколько планет во Вселенной, то один из способов сделать такую оценку — обнаружить планеты на пределе возможностей обсерватории, а затем экстраполировать, сколько планет было бы, если бы мы наблюдали за ней с помощью безграничной обсерватории.
Хотя остаются огромные неопределенности, сегодня мы можем с уверенностью сказать, что среднее число планет на звезду превышает 1.
Когда планеты вращаются вокруг своих звезд, эти звезды вращаются вокруг своего центра масс, создавая «колебания» в их движении.
Когда массивная планета вращается вокруг своей родительской звезды, звезда и планета будут вращаться вокруг своего общего центра масс. Даже если планета не наблюдается непосредственно, ее присутствие, орбитальный период и массу (умноженную на неопределенный угол наклона орбиты) можно определить, просто измерив периодическое движение родительской звезды методом доплеровской спектроскопии.
Это колебание звезд, или радиальная скорость, позволяет определить массы планет и орбитальные периоды вплоть до неопределенного угла наклона.
Сегодня экзопланеты, которые нельзя непосредственно увидеть или изобразить, все еще можно обнаружить благодаря их гравитационному воздействию на родительскую звезду, что вызывает периодический спектральный сдвиг, который можно четко наблюдать.
Этот периодический сдвиг, указывающий на метод звездного колебания/радиальной скорости, некоторое время был самым распространенным методом обнаружения экзопланет, которым располагало человечество.
Между тем, транзитные планеты заслоняют часть света своей родительской звезды.
Когда планеты проходят перед своей родительской звездой, они блокируют часть света звезды: происходит 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 предшествует) транзит меньшей величины, это может указывать на наличие экзомун, как, например, в системе Kepler-1625
Это периодическое затемнение позволяет определить радиус и период планеты; оно отвечает за большинство обнаруженных в настоящее время планет.
Планета-изгой CFBDSIR2149, изображенная в инфракрасном диапазоне, представляет собой газовый гигант, излучающий инфракрасный свет, но не имеющий звезды или другой гравитационной массы, вокруг которой он вращается.
Это одна из единственных известных планет-изгоев, которая была обнаружена только благодаря своей достаточно большой массе, чтобы испускать собственное инфракрасное излучение.
Между тем, прямая визуализация и микро-линзирование также открывают экзопланеты; их число может резко возрасти в ближайшие десятилетия.
Когда происходит событие гравитационного микролинзирования, фоновый свет от звезды искажается и увеличивается, поскольку промежуточная масса перемещается через линию видимости звезды или рядом с ней. Влияние гравитации искривляет пространство между светом и нашими глазами, создавая специфический сигнал, который позволяет определить массу и скорость планеты, о которой идет речь.
При наличии 400 миллиардов звезд Млечного Пути, по нашим оценкам, они содержат от 1 до 10 триллионов орбитальных планет.
Карта звездной плотности в Млечном Пути и окружающем небе, на которой хорошо виден Млечный Путь, большое и малое Магеллановы Облака, а если присмотреться внимательнее, то NGC 104 слева от SMC, NGC 6205 чуть выше и левее галактического ядра и NGC 7078 чуть ниже.
В целом, Млечный Путь содержит около 200-400 миллиардов звезд на своей дискообразной протяженности.
Между тем, планет-изгоев/планет-«сирот» — выброшенных и/или сформировавшихся без родительских звезд — может быть в 10-10 000 раз больше.
Планеты-изгои могут иметь различное экзотическое происхождение, например, возникать из измельченных звезд или другого материала, или из выброшенных планет из солнечных систем, но большинство должно возникать из звездо-образующих туманностей, как просто гравитационные сгустки, которые никогда не дотягивали до звездных размеров. Когда происходит событие микро-линзирования, мы можем использовать свет для реконструкции массы промежуточной планеты.
Учитывая ~2 триллиона галактик в пределах наблюдаемой нами Вселенной, мы можем экстраполировать общее количество планет нашей Вселенной.
Хаббл eXtreme Deep Field (XDF), возможно, наблюдал область неба, составляющую всего 1/32 000 000 часть от общей площади, но смог обнаружить в ней 5 500 галактик: примерно 10% от общего числа галактик, содержащихся в этом срезе в виде карандашного луча.
Остальные 90% галактик либо слишком тусклые, либо слишком красные, либо слишком затемненные, чтобы Хаббл мог их обнаружить, но если экстраполировать их на всю наблюдаемую Вселенную, то мы получим в общей сложности ~2 триллиона галактик в пределах видимой Вселенной.
Существует ~1025 планет, вращающихся вокруг звезд, и еще ~1026-1030 беззвездных планет.
Если нам повезет, то мы скоро найдем первую внесолнечную планету, на которой обитает внеземная жизнь, но для этого, нам нужно поменять формат нашего общества с потребительского на Созидательный. Только в Созидательном формате у нашей цивилизации есть будущее.
млечныйпутьвселеннаядалекиепланетыпоискланетпоисквнеземнойжизни
Ученые оценили, сколько планет в нашей Галактике и сколько из них потенциально пригодны для жизни
79.
1K
Like
Love
Haha
Wow
Sad
Angry
1279313
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. Однако для того, чтобы определить, сколько из них пригодны для жизни, мы должны учитывать количество экзопланет, изученных на данный момент.
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. Morton
В 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!
определить автоматически
Закрыть
Сколько солнечных систем в нашей Галактике?
Краткий ответ:
Наша планетарная система — единственная, официально называемая «солнечной системой», но астрономы обнаружили в нашей галактике более 3200 других звезд с планетами, вращающимися вокруг них.
Наша солнечная система — это всего лишь одна конкретная планетарная система — звезда с планетами, вращающимися вокруг нее. Наша планетная система — единственная, официально называемая «солнечной системой», но астрономы обнаружили более 3 200 других звезд с планетами, вращающимися вокруг них в нашей галактике. Это именно то, сколько мы нашли до сих пор. Вероятно, есть еще много планетных систем, ожидающих своего открытия!
Наше Солнце — всего лишь одна из примерно 200 миллиардов звезд в нашей галактике. Это дает ученым множество мест для поиска экзопланет или планет за пределами нашей Солнечной системы. Но наши возможности только недавно развились до такой степени, что астрономы действительно могут находить такие планеты.
На этом рисунке вы видите три молодые планеты, вращающиеся вокруг звезды HR 8799, которая находится примерно в 130 световых годах от Земли. Изображение предоставлено: Обсерватория Близнецов Работа Линетт Кук
Почему так трудно найти планеты за пределами нашей Солнечной системы?
Даже наши ближайшие соседние звезды находятся на расстоянии триллионов миль.
И все звезды огромны и чрезвычайно ярки по сравнению с любыми планетами, вращающимися вокруг них. Это означает, что обнаружить планету рядом с далекой звездой — все равно, что обнаружить светлячка рядом с ярким маяком за много миль от нас.
Обнаружение экзопланеты вокруг далекой звезды похоже на обнаружение светлячка рядом с маяком. Свет от маяка настолько ярок, что вам будет трудно заметить мерцание светлячка. Точно так же все звезды больше и ошеломляюще ярки по сравнению с планетами, вращающимися вокруг них.
Как обстоят дела в других планетных системах?
До сих пор планеты за пределами нашей Солнечной системы оказывались захватывающими и разнообразными. Одна планета, известная как HD 40307g, представляет собой «суперЗемлю» с массой, примерно в восемь раз превышающей массу Земли. Сила гравитации там была бы намного сильнее, чем здесь, дома. Там вы будете весить в два раза больше, чем на Земле!
Другая планета, названная Kepler-16b, вращается вокруг двух звезд.
Закат там обеспечит вид на две заходящие звезды!
Иллюстрация, показывающая, как может выглядеть стояние на поверхности Kepler-16-b. Изображение предоставлено NASA/JPL-Caltech.
В другой планетной системе, называемой TRAPPIST-1, есть не одна… не две… а семь планет размером с Землю, которые могут быть покрыты жидкой водой. Планеты также относительно близко друг к другу. Если бы вы стояли на поверхности планеты TRAPPIST-1, вы могли бы увидеть шесть других планет на горизонте!
На этом рисунке показано, как может выглядеть поверхность TRAPPIST-1f, одной из семи планет в системе TRAPPIST-1. Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech
Как астрономы будут продолжать находить далекие солнечные системы?
Миссия НАСА «Кеплер» за девять лет обнаружила более 2600 экзопланет. Он также составил список из более чем 3000 дополнительных потенциальных экзопланет, которые астрономы должны изучить более тщательно, чтобы убедиться, что они действительно являются планетами.
Миссия НАСА по исследованию транзитных экзопланет (TESS) продолжает охоту за экзопланетами. В то время как Кеплер в основном искал в одном конкретном участке неба, TESS наблюдает за всем небом, чтобы найти тысячи планет, вращающихся вокруг ближайших и самых ярких звезд.
Космический телескоп Джеймса Уэбба, который должен быть запущен в 2021 году, также будет наблюдать за многими из открытых нами экзопланет и поможет ученым раскрыть подробности об этих далеких мирах.
Кто знает? Однажды, изучая экзопланеты и далекие солнечные системы, астрономы надеются ответить на интригующий вопрос: есть ли жизнь где-нибудь еще в нашей галактике?
Если вам это понравилось, вам может понравиться:
Что такое экзопланета?
В поисках других планет, подобных нашей
Что такое барицентр?
Во Вселенной насчитывается более 700 квинтиллионов планет, но нет места лучше дома
В настоящее время среди астрономов существует мнение, что планет должно быть не меньше, чем звезд.
Во Вселенной насчитывается 100 миллиардов галактик, каждая из которых содержит около миллиарда триллионов звезд. С таким колоссальным количеством экзопланет должны существовать многие другие похожие на Землю миры — может быть.
Кредит: Pixabay.
Эрик Закриссон, астрофизик из Университета Упсалы в Швеции, обработал числа на компьютерной модели, моделирующей эволюцию Вселенной с момента Большого взрыва. Он обнаружил, что — при нашем нынешнем понимании Вселенной и законов физики — во Вселенной должно быть 7 20 планет. Это 7, за которыми следуют 20 нулей или 70 квинтиллионов.
При таком обилии экзопланет можно подумать, что шансы найти среди них вторую Землю огромны. Закриссон, однако, обнаружил, что такие планеты, как наша, на самом деле могут быть невероятно редкими.
РЕКЛАМА
Большинство планет, созданных моделью исследователей, сильно отличаются от Земли. Как правило, они крупнее, старше и вряд ли могут поддерживать жизнь из-за своей орбиты вокруг своих родительских звезд.
Ученые классифицируют экзопланету — любую планету за пределами нашей Солнечной системы — как «потенциально обитаемую», если она вращается в так называемой «обитаемой зоне» звезды, также известной как область «Златовласки». На этой орбите температура поверхности в самый раз, что позволяет течь жидкой воде.
По состоянию на 21 ноября 2019 года ученые подтвердили наличие 4099 экзопланет, но только около 55 из них вращаются в обитаемой зоне звезд. Если экстраполировать это понимание на количество звезд в Млечном Пути, то только в нашей галактике должно быть 50 миллиардов таких планет.
Земля может быть другой. Модель Закриссона предполагает, что наша планета может быть статистической аномалией. Средний возраст планет, сгенерированных моделью, намного выше земного, и они, как правило, расположены в галактиках, совершенно не похожих на Млечный Путь, сообщил исследователь в 9.0083 Астрофизический журнал . Большинство планет также вращаются вокруг звезд с составом, отличным от Солнца.
РЕКЛАМА
Это может объяснить парадокс Ферми — представление о том, что существует практически безграничное количество звезд, но, тем не менее, вы не видите много жизни вокруг. Если в галактике действительно много похожих на Землю планет, то цивилизация с форой в несколько миллиардов лет уже должна была колонизировать весь Млечный Путь. Возможно, Земля действительно уникальна — это, по крайней мере, возможность.
В этом исследовании есть важная оговорка: наши выводы верны ровно настолько, насколько хороши наши данные. Большинство из этих экзопланет, открытых к настоящему времени, были идентифицированы ныне несуществующим космическим телескопом Кеплер. Однако из-за того, как он был спроектирован, Кеплер был склонен к массивным планетам, по крайней мере, в несколько раз больше Земли, которые вращаются близко вокруг своих звезд. Естественно, большинство из них необитаемы. Поиск меньших планет, которые вращаются дальше от своих родительских звезд, требует других методов наблюдения, которые все еще являются экспериментальными, и более совершенных телескопов.