Понедельник, 25.11.2024
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< В Солнечной системе могут быть еще две неизвестные планеты размером с Землю
23.01.2015 00:10 Давность: 10 yrs
Категория: Экзопланеты
Количество просмотров: 9223

О распространенности потенциально обитаемых планет у красных карликов



Кортни Дрессинг и Дэвид Шарбонно, проанализировав всю доступную фотометрию «Кеплера», пересмотрели свои ранние оценки распространенности потенциально обитаемых планет у звезд красных карликов. По уточненным данным, на каждую М-звезду в среднем приходится ~0.18 землеразмерных планет в обитаемой зоне и ~0.11 суперземель, а ближайшая потенциально обитаемая планета находится на расстоянии ~2.5 пк от нас.

Владислава Ананьева

Маломассивные звезды (красные карлики) составляют большинство звезд Галактики, поэтому изучение планет и планетных систем у этих звезд представляет огромный интерес. Широкие возможности для этого предоставил космический телескоп им. Кеплера. В течение 4 лет (с мая 2009 по май 2013 года) он снимал фотометрию более чем 150 тысяч звезд на «поле Кеплера» – участке небесной сферы площадью около 105 квадратных градусов, расположенном в районе созвездий Лебедя и Лиры. «Кеплер» был предназначен для поиска планет у солнцеподобных звезд, поэтому красных карликов среди его наблюдательных целей относительно мало – всего 4915 штук. Однако и этого количества оказалось вполне достаточно, чтобы оценить распространенность планет различных типов у звезд этого класса.

8 января 2015 года в Архиве электронных препринтов появилась статья Кортни Дрессинг (Courtney D. Dressing) и Дэвида Шарбонно (David Charbonneau), посвященная переоценке распространенности планет у красных карликов с учетом всей доступной фотометрии Кеплера (т.е. за 17 наблюдательных кварталов). Из всех красных карликов, наблюдавшихся «Кеплером», исследователи отобрали одиночные достаточно спокойные звезды без явных признаков переменности. Кроме того, из выборки были исключены звезды с малым числом фотометрических замеров (менее 48 940) и случайно затесавшиеся красные гиганты. Окончательно, в рассмотренной выборке осталось 2543 звезды с температурой фотосферы от 2661 до 3999К (среднее медианное значение – 3746К) и радиусом от 0.1 до 0.64 солнечных радиусов (среднее медианное значение – 0.47 солнечных радиуса).

Как оказалось, ровно 100 звезд из этой выборки имеют или надежных транзитных кандидатов в планеты (83 штуки), или уже подтвержденные планеты (80 штук). 

Авторы статьи воспользовались собственным программным продуктом, выделяющим из «сырой» фотометрии Кеплера транзитные сигналы. Они протестировали свой алгоритм на уже известных системах и оценили его эффективность. Из 161 транзитного кандидата из каталога KOI алгоритм пропустил 7 кандидатов (из них 3 – в одной системе), но зато нашел 2 новых, пропущенных кеплеровцами. Кроме того, авторы проверили эффективность алгоритма путем добавления в данные «искусственных» транзитных сигналов разной глубины.

Эффективность обнаружения планет с помощью алгоритма авторов статьи в зависимости от радиуса и орбитального периода (слева) и радиуса и освещенности (справа), на выборке из 2543 красных карликов.
Сглаженная эффективность обнаружения планет, отображенная с помощью цветовой шкалы.

Воспользовавшись «картой эффективности обнаружения» транзитных кандидатов, представленной выше, Дрессинг и Шарбонно рассчитали истинную распространенность планет на основе наблюдаемой выборки (с учетом геометрической вероятности транзитной конфигурации, погрешностей в определении радиусов и доли возможных ложных открытий). 

Распространенность планет в зависимости от их радиуса и орбитального периода (слева), а также радиуса и уровня освещенности (справа). Чем светлее область на карте, тем выше распространенность планет с соответствующими параметрами. Серым цветом показаны области, где эффективность алгоритма поиска падает ниже 15%. Пунктирной зеленой линией очерчена обитаемая зона в ее консервативном определении, малиновой пунктирной линией – обитаемая зона с учетом охлаждающего эффекта облаков.

Как мы видим, планеты на карте распределены достаточно равномерно (особенно на карте, отражающей степень их нагрева). Однако обращает на себя внимание явный дефицит горячих нептунов (и в меньшей степени нептунов вообще). 

Суммируя свои результаты, авторы статьи дают следующие оценки распространенности планет у M-звезд. На одну M-звезду в среднем приходится:

– 0.57 ± 0.06 планет радиусами от 1 до 1.5 земных и периодами короче 50 суток;

– 0.51 ± 0.07 планет радиусами от 1.5 до 2 земных и периодами короче 50 суток;

– 0.68 +0.07/-0.05 планет радиусами от 1 до 1.5 земных и периодами короче 100 суток;

– 0.61 +0.08/-0.06 планет радиусами от 1.5 до 2 земных и периодами короче 100 суток;

– 0.18 +0.18/-0.07 землеразмерных планет в обитаемой зоне (при консервативном определении обитаемой зоны);

– 0.11 +0.10/-0.05 суперземель в обитаемой зоне.

С учетом охлаждающего эффекта от облаков, образующихся на приливно захваченной планете в подзвездной точке, ширина обитаемой зоны увеличивается. В этом случае в обитаемую зону попадает уже больше планет – 0.27 +0.16/-0.09 «земель» и 0.25 +0.11/-0.07 суперземель. 

Зависимость количества планет, приходящихся на одну M-звезду, от их радиуса, для орбитальных периодов в интервалах 0.5-1.7 суток, 1.7-5.5 суток, 5.5-18.2 суток, 18.2-60.3 суток, 60.3-200 суток (показаны разными цветами). Видно, что количество планет падает с увеличением их радиуса для всех орбитальных периодов.
Зависимость количества планет, приходящихся на одну M-звезду, от их орбитального периода (для разных размерных классов). Видно, что с ростом периода количество планет сначала растет, а потом выходит на плато.

Исходя из оценок Дрессинг и Шарбонно, ближайшая потенциально обитаемая планета у красного карлика расположена на расстоянии всего ~2.5 пк от Солнца, а ближайшая транзитная потенциально обитаемая – на расстоянии около 11 пк.

Источник: http://arxiv.org/pdf/1501.01623v1.pdf

<- назад в: Новости

Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Закон всемирного тяготения (Ньютона)

(назван по имени английского математика, физика, астронома Исаака Ньютона - I. Newton 1643-1727) Важнейший для понимания процессов во Вселенной закон формулируется следующим образом... [далее]

Сообщество | Форум

Rambler's Top100