Schätzungen für „nicht nachweisbare“ Planeten in außersolaren Systemen

8

Soweit ich feststellen konnte, scheint es einige signifikante Einschränkungen für unsere Fähigkeit zu geben, Exoplaneten zu erkennen, die unterhalb bestimmter Größen oder außerhalb bestimmter Entfernungen von ihren Sternen liegen.

Es scheint, dass Uranus und Neptun ungefähr so ​​klein sind, wie wir erkennen können, es sei denn, der Planet befindet sich relativ nahe an seinem Stern und die Erde befindet sich nahe der unteren Größengrenze, die wir erkennen können, unabhängig von der Nähe zum Stern.

Mit anderen Worten, unsere Neigung, große Planeten und Planeten in der Nähe ihrer Sterne zu entdecken, bedeutet, dass ich einigermaßen gute Daten darüber finden konnte, wie viele dieser Arten von Planeten im Allgemeinen in einem System vorhanden sind. Aber da wir (durch direkte Beobachtung) nicht sagen können, wie viele kleine Planeten im Allgemeinen in einem System vorhanden sind oder wie viele Planeten vorhanden sind, die einfach zu weit von ihrem Stern entfernt sind, als dass wir sie erkennen könnten, habe ich Schwierigkeiten, sie zu finden Daten darüber, wie viele Pflanzen dieser Art in Planetensystemen verbreitet sind.

Zum Beispiel: Unser System hat 8 Planeten, 4 felsige, 2 Gasriesen, 2 Eisriesen. Aber wenn wir (mit der aktuellen Technologie) unser eigenes Sonnensystem von einem anderen Sonnensystem aus beobachten würden, würden wir wahrscheinlich nur 2 bis 6 davon sehen. Wir würden mit ziemlicher Sicherheit Jupiter und Saturn sehen, und wir würden mit ziemlicher Sicherheit NICHT Merkur oder Mars sehen (sie sind einfach zu klein). Venus und Erde "könnten" nah genug an der Sonne sein, damit wir sie sehen können, obwohl sie es sind sind am kleinen Ende dessen, was wir erkennen können, und Uranus und Neptun "könnten" auch nachweisbar sein, obwohl sie für ihre Entfernung von der Sonne klein sind.

Meine spezifische Frage: Wie viele Planeten befinden sich in einem "normalen" oder "durchschnittlichen" Planetensystem, gemäß den besten wissenschaftlichen Theorien der Menschheit, die bisher verfügbar waren? (über das hinaus, was wir einfach erkennen können.) Mit anderen Worten, wo finde ich vernünftige wissenschaftliche Forschungsdatensätze, Modelle, Schätzungen, Theorien, Beweise usw. , die die Wahrscheinlichkeit von "nicht nachweisbaren" (oder sehr schwer zu erkennenden) Planeten beschreiben in einem Planetensystem präsent sein?

Dies ist meine erste Frage zum Stapelaustausch in der Astronomie. Seien Sie also bitte vorsichtig, aber zögern Sie nicht, konstruktive Kritik zu üben, wenn ich etwas falsch mache.

Dalila
quelle
1
Wie Sie bemerken, sind alle unsere Planetenerkennungsmethoden darauf ausgerichtet, große Planeten in engen Umlaufbahnen um kleine Sterne zu finden. Ein Sonnensystem wie unser mit einem mittelgroßen Stern, kleinen Planeten in Umlaufbahnen von ~ 1 Jahr und großen Planeten in entfernten Umlaufbahnen ist viel schwieriger zu identifizieren (unmöglich auf den Zeitskalen, die wir bisher beobachtet haben). Wir wissen, dass Sonnensysteme im Gegensatz zu unseren ziemlich häufig sind, aber AFAIK können wir nicht wirklich sagen, dass Sonnensysteme wie unsere nicht noch häufiger sind.
Antlersoft
1
@RobJeffries Danke für das Heads Up. Die meisten Fragezeichen dienen dazu zu erklären, auf welche Art von Informationen ich hoffe. Sie sind nicht als separate Fragen an und für sich gedacht. Ich habe den Beitrag neu arrangiert und eine abschließende Zusammenfassung hinzugefügt, um die eigentliche Einzelfrage zu formulieren. Wenn Sie Vorschläge zur weiteren Verbesserung der Frage haben, lassen Sie es mich bitte wissen.
Dalila
RobJeffries hat recht. Sie sind sich dessen vielleicht nicht bewusst, aber dies ist eine extrem breite Palette von Themen. Jede Nachweismethode hat andere Vorurteile, um diese zu diskutieren, die eine ganze Vorlesung erfordern würden. Besser Google "Exoplanet Detection Bias Correction". Zum Beispiel ist es relativ einfach, die Transitvorspannung abzuleiten und zu korrigieren, während dies bereits für Radialgeschwindigkeitsplaneten nicht der Fall ist.
AtmosphericPrisonEscape
1
Es stört mich immer, dass nur positive Ergebnisse veröffentlicht werden. Manchmal können "Nullergebnisse", bei denen wir etwas hätten entdecken können, auch für das Verständnis hilfreich sein.
Jack R. Woods
1
@ JackR.Woods: Sie müssen zwischen wissenschaftlicher und journalistischer Veröffentlichung unterscheiden. In der wissenschaftlichen Literatur werden Nullergebnisse veröffentlicht, selbst der Vergleich von Detektionsverzerrungen mit dem, was die Theorie sagen würde, wäre ohne diese unmöglich.
AtmosphericPrisonEscape

Antworten:

3

Dies ist eine teilweise Antwort. Es ist teilweise, weil dies ein aktives Forschungsgebiet ist, wobei genau dieses Thema eine der Hauptfragen ist. Zweitens habe ich nur die Schätzungen einer Methode verfolgt. Mikrolinsen, da diese Methode nicht auf große Planeten (in Größe und Masse) in engen Umlaufbahnen um kleine Sterne ausgerichtet ist.

Die Mikrolinsenmethode ist auf massereichere Planeten im Jupiter wie Umlaufbahnen, dh kalte Planeten, ausgerichtet. Es ist auf entfernte Planeten über Sterne ausgerichtet, die viel näher am galaktischen Zentrum liegen. Dies ist wichtig, da Sterne dort geringere Konzentrationen schwerer Elemente aufweisen, um Planeten herzustellen. Es ist gleichermaßen empfindlich gegenüber Planeten um alle Arten von Sternen und sogar gegenüber frei schwebenden Planeten. Es kann bodenständige Massenplaneten erkennen.

Hier ist ein Link zu einer technischen Zusammenfassung der Methode. Der Teil, an dem Sie am meisten interessiert sind, ist Abschnitt 4.1.3 Seiten 23. Mikrolinsen-Suche nach Exoplaneten Yiannis Tsapras Dieses Posterpapier enthält eine zusammenfassende Darstellung Abb. 3 der Planetenauftrittsraten nach verschiedenen Methoden Poster: Planetenfrequenz aus Mikrolinsen-Beobachtungen Arnaund Caasan Es gibt auch eine Link zu einem Archiv von Artikeln zu diesem Thema: NASA-Archiv: Planet Occurrence Rate Papers

Ich fasse die wichtigsten Ergebnisse kurz zusammen: (Mikrolinsenperspektive). Durch die Schätzung der Verzerrungen in Kombination mit tatsächlichen Erkennungen ist es möglich, die Anzahl der Planeten zu schätzen (oder Grenzen zu setzen) und wie das Auftreten von der Masse und der Entfernung vom Stern abhängt. Schneegrenze == Entfernung vom Stern, wo das Wasser gefroren bleibt. In unserem Sonnensystem liegt es zwischen Mars und Jupiter. Jupiters Monde haben viel Eis. Dimmer Sterne dies ist näher in. 1 AU = Erde-Sonne-Abstand

Die Anzahl der Planeten jenseits der Schneegrenze (Jupiter und darüber hinaus in unserem Sonnensystem) ist siebenmal so hoch wie in heißen Planeten. Im Entfernungsbereich von 0,5 bis 10 Au haben 20% der Sterne Jupiter. 50% haben Neptune, 60% haben Supererden. Es gibt viele Sterne mit mehr als einem Planeten. Es gibt also ungefähr einen Planeten für jeden Stern in der Galaxie. Mindestens!. Ungefähr 1/6 der Sterne mit Planeten haben ein Sonnenanalogon (massive Planeten wie Jupiter und Saturn mit Platz für kleine felsige Planeten in der Nähe).

TazAstroSpacial
quelle