В ясную ночь, и когда световое загрязнение не является серьезным фактором, смотреть на небо - это захватывающий дух опыт. В подобных случаях легко быть пораженным огромным количеством звезд. Но, конечно, то, что мы можем видеть в любую ночь, - это лишь часть числа звезд, которые действительно существуют в нашей Галактике.
Что еще более поразительно, так это представление о том, что большинство этих звезд имеют свою собственную систему планет. В течение некоторого времени астрономы полагали, что это так, и продолжающиеся исследования, кажется, подтверждают это. И это, естественно, поднимает вопрос: сколько там планет? В одной только нашей галактике, конечно, должны быть миллиарды!
Количество планет на звезду:
Чтобы по-настоящему ответить на этот вопрос, нам нужно сократить некоторые цифры и учесть некоторые предположения. Во-первых, несмотря на открытие тысяч вне-солнечных планет, Солнечная система все еще является единственной, которую мы глубоко изучили. Возможно, у нас больше звездных систем, чем у других, или что у нашего Солнца есть доля планет, которые есть у других звезд.
Итак, давайте предположим, что восемь планет, которые существуют в нашей Солнечной системе (без учета планет-карликов, кентавров, КБО и других более крупных тел), представляют собой среднее значение. Следующим шагом будет умножение этого числа на количество звезд, которые существуют в Млечном Пути.
Количество звездочек:
Чтобы было ясно, фактическое количество звезд в Млечном Пути является предметом спора. По сути, астрономы вынуждены делать оценки из-за того, что мы не можем смотреть на Млечный путь извне. И учитывая, что Млечный Путь имеет форму заштрихованного спирального диска, нам трудно смотреть с одной стороны на другую - из-за влияния света от множества звезд.
В результате оценки количества звезд сводятся к расчетам массы нашей галактики и оценки того, какая часть этой массы состоит из звезд. Основываясь на этих расчетах, ученые подсчитали, что Млечный путь содержит от 100 до 400 миллиардов звезд (хотя некоторые считают, что их может быть триллион).
Делая математику, мы можем затем сказать, что галактика Млечный Путь имеет - в среднем - от 800 миллиардов до 3,2 триллиона планет, по некоторым оценкам, это число достигает 8 триллионов! Однако, чтобы определить, сколько из них обитаемо, нам нужно рассмотреть количество экзопланет, обнаруженных до сих пор, для анализа образца.
Обитаемые экзопланеты:
По состоянию на 13 октября 2016 года астрономы подтвердили наличие 3397 экзопланет из списка 4696 потенциальных кандидатов (которые были обнаружены в период с 2009 по 2015 годы). Некоторые из этих планет наблюдались непосредственно, в процессе, известном как прямое изображение. Однако подавляющее большинство было обнаружено косвенно с использованием радиальной скорости или метода транзита.
В первом случае существование планет основано на гравитационном влиянии, которое они оказывают на свою родительскую звезду. По сути, астрономы измеряют, насколько звезда движется вперед и назад, чтобы определить, имеет ли она систему планет и насколько они массивны. В случае метода транзита планеты обнаруживаются, когда они проходят прямо перед своей звездой, вызывая ее затемнение. Здесь размер и масса оцениваются на основе уровня затемнения.
В ходе своей миссии в миссии «Кеплер» было обнаружено около 150 000 звезд, которые в течение своей первоначальной четырехлетней миссии состояли в основном из звезд класса М. Также известные как красные карлики, эти звезды с малой массой и меньшей светимостью труднее наблюдать, чем наше Солнце.
С тех пор Кеплер вступил в новую фазу, также известную как миссия K2. На этом этапе, который начался в ноябре 2013 года, Кеплер сместил акцент на наблюдение за звездами класса K и G, которые почти такие же яркие и горячие, как наше Солнце.
Согласно недавнему исследованию, проведенному в Исследовательском центре Эймса НАСА, Кеплер обнаружил, что около 24% звезд класса М могут содержать потенциально обитаемые планеты размером с Землю (то есть те, которые меньше, чем в 1,6 раза больше радиуса Земли). Исходя из числа звезд М-класса в галактике, это само по себе представляет около 10 миллиардов потенциально обитаемых, похожих на Землю миров.
Между тем, анализ фазы K2 показывает, что около четверти более крупных обследованных звезд также могут иметь планеты размером с Землю, вращающиеся в пределах своих обитаемых зон. Взятые вместе, звезды, наблюдаемые Кеплером, составляют около 70% звезд, найденных в Млечном Пути. Таким образом, можно оценить, что только в нашей галактике существуют буквально десятки миллиардов потенциально обитаемых планет.
В ближайшие годы будут запущены новые миссии, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) и обзорный спутник транзитной экзопланеты (TESS). Эти миссии смогут обнаружить меньшие планеты, вращающиеся вокруг более слабых звезд, и, возможно, даже определить, есть ли жизнь на какой-либо из них.
Как только эти новые миссии начнутся, у нас будут более точные оценки размера и числа планет, которые вращаются вокруг типичной звезды, и мы сможем составить более точные оценки только многих планет, существующих в галактике. Но до тех пор цифры все еще обнадеживают, поскольку они показывают, что шансы на внеземной интеллект высоки!
Мы написали много статей о галактиках для журнала Space. Вот сколько звезд находится на Млечном пути? Сколько планет в Солнечной системе? Что такое внелочные планеты? Обилие планет вокруг обильных звезд красных карликов, говорится в исследовании «Жизнь после Кеплера: предстоящие миссии экзопланет».
Если вам нужна дополнительная информация о галактиках, ознакомьтесь с новостными выпусками Хабблсайт о галактиках и посетите научную страницу НАСА по галактикам.
Мы также записали эпизод «Астрономического каста» о галактиках - Эпизод 97: Галактики.
Источники:
- Википедия - Галактика Млечный Путь
- НАСА Exoplanet AArchive
- НАСА - Млечные Пути 100 миллиардов планет
- НАСА - Сколько звезд в Млечном Пути
- HubbleSite - Млечный путь содержит по меньшей мере 100 миллиардов планет согласно опросу
