宇宙有多少类似地球的行星?

 tianxiadiyi   2019-08-14 11:16   47 人阅读  0 条评论
宇宙有多少类似地球的行星?

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一项新的研究提供了最准确的频率估计,即与地球相似的行星在大小和与主恒星的距离上的行星发生在类似于太阳的恒星周围。了解这些可能适合居住的行星发生的速度对于设计未来的天文任务非常重要,可以描绘附近可以支持生命的类太阳恒星周围的岩石行星。描述该模型的论文出现在2019年8月14日的“天文学杂志”上。 美国宇航局的开普勒太空望远镜发现了数千颗行星。开普勒于2009年发射并于2018年由美国宇航局退役,耗尽其燃料供应,通过记录过境事件,观察了数十万颗恒星,并在我们的太阳系外部识别出行星 - 系外行星。当一颗行星的轨道在它的恒星和望远镜之间经过时,发生了转换事件,阻挡了一些恒星的光线,使其看起来暗淡。通过测量调光量和过境之间的持续时间,并使用有关恒星属性的信息,天文学家可以表征行星的大小以及行星与其主星之间的距离。 “开普勒发现了具有各种尺寸,成分和轨道的行星,”宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学教授,研究团队领导人之一Eric B. Ford说。“我们希望利用这些发现来提高我们对行星形成的理解,并规划未来的任务,寻找可能适合居住的行星。然而,简单地计算给定大小或轨道距离的系外行星是误导,因为找到小的更难行星远离他们的恒星而不是寻找靠近恒星的大型行星。“ 为克服这一障碍,研究人员设计了一种新方法来推断出各种尺寸和轨道距离的行星发生率。新模型模拟恒星和行星的“宇宙”,然后“观察”这些模拟的宇宙,以确定开普勒在每个“宇宙”中发现了多少行星。 “我们使用了开普勒确定的行星的最终目录以及来自欧洲航天局盖亚宇宙飞船的改进恒星属性来建立我们的模拟,”宾夕法尼亚州立大学研究生Danley Hsu说道,该论文的第一作者。“通过将结果与开普勒编目的行星进行比较,我们确定了每颗恒星的行星速率以及这取决于行星大小和轨道距离的特征。我们的新方法使得该团队能够解释以前研究中未包括的几种影响。 “。 这项研究的结果与规划未来太空任务以描绘潜在类地行星的特征特别相关。虽然开普勒任务发现了成千上万的小行星,但大多数都是如此遥远,以至于天文学家很难了解它们的成分和大气层。 福特说:“科学家们特别感兴趣的是寻找生命标记物 - 指示生命的分子 - 在大致地球大小的行星的大气层中,这些行星绕太阳恒星的”可居住区“运行。“可居住区域是一系列轨道距离,行星可以在这些距离上支撑其表面的液态水。在类似太阳的恒星的可居住区寻找地球大小行星上的生命迹象将需要大量新的太空任务。” 这个任务需要多大将取决于地球大小的行星的丰富程度。美国国家航空航天局和国家科学院目前正在探索在规模和能力上存在很大差异的任务概念。如果地球大小的行星是罕见的,那么最近的类似地球的行星距离更远,并且需要一个庞大而雄心勃勃的任务来寻找类似地球类行星的生命迹象。另一方面,如果地球大小的行星是常见的,那么将会有接近太阳的地球大小的外行星轨道恒星,并且相对较小的天文台可能能够研究它们的大气层。 “虽然开普勒观测到的大多数恒星通常距离太阳数千光年,但开普勒观测到足够大的恒星样本,我们可以通过严格的统计分析来估算可居住区内地球大小行星的速率。附近太阳般的星星。“ 许说。 根据他们的模拟,研究人员估计行星的大小非常接近地球,从地球大小的四分之一到一倍半,轨道周期从237到500天不等,大约在四颗星。重要的是,他们的模型量化了该估计的不确定性。他们建议未来的行星探测任务计划一个真正的速率,范围从每33颗恒星的一颗行星低至每两颗恒星接近一颗行星。 “了解我们应该期望找到一定大小和轨道周期的行星,这对优化系外行星的调查和即将到来的太空任务的设计非常有帮助,以最大限度地提高他们成功的机会,”福特说。“宾夕法尼亚州立大学在为天文观测分析提供最先进的统计和计算方法方面处于领先地位,以解决这些问题。我们的网络科学研究所(ICS)和宇宙恒星中心(CASt)提供基础设施和支持这使得这些类型的项目成为可能。“ 宾夕法尼亚州的Exoplanets和Habitable Worlds中心包括参与全范围太阳系外行星研究的教师和学生。宾夕法尼亚州立大学的一个团队建造了Habitable Zone Planet Finder,这是一种搜索冷星周围低质量行星的仪器,最近在宾夕法尼亚州的Hobby-Eberly望远镜开始了科学操作,其中Penn State是其创始合作伙伴。第二个宾夕法尼亚州建造的摄谱仪正在进行测试,然后开始进行补充调查,以发现和测量太阳恒星周围的低质量行星的质量。这项研究预测了这些行星调查将会发现什么,并将有助于提供解释其结果的背景。 除了福特和徐,研究团队还包括杨百翰大学的Darin Ragozzine和Keir Ashby。该研究得到了美国宇航局的支持; 美国国家科学基金会(NSF); 和埃伯利科学学院,天文学和天体物理学系,系外行星和可居住世界中心,以及宾夕法尼亚州立大学的天体统计学中心。宾夕法尼亚州立网络科学研究所提供了先进的计算资源和服务,包括NSF资助的Cyber​​LAMP集群。。由必赢手机app编辑报道。
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