Estimations des planètes «indétectables» dans les systèmes extra-solaires


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Pour autant que j'ai pu le déterminer, il semble qu'il y ait des limites importantes à notre capacité à détecter les exo-planètes qui sont en dessous de certaines tailles ou au-delà de certaines distances de leurs étoiles.

Il semble qu'Uranus et Neptune soient à peu près aussi petits que nous pouvons détecter à moins que la planète ne soit relativement proche de son étoile, et que la Terre soit proche de la limite de taille inférieure que nous pouvons détecter, quelle que soit la proximité de l'étoile.

En d'autres termes, notre biais en faveur de la détection de grandes planètes et de planètes proches de leurs étoiles signifie que j'ai pu trouver des données raisonnablement bonnes concernant le nombre de ces types de planètes généralement présentes dans un système. Mais puisque nous ne pouvons pas sembler dire (par observation directe) combien de petites planètes sont généralement présentes dans un système, ou combien de planètes sont présentes qui sont juste trop loin de leur étoile pour que nous puissions les détecter, j'ai du mal à trouver les données concernant le nombre de plantes de ces types sont courantes dans les systèmes planétaires.

Par exemple: notre système a 8 planètes, 4 rocheuses, 2 géantes gazeuses, 2 géantes glaciaires. Mais les chances sont que si nous observions (avec la technologie actuelle) notre propre système solaire à partir d'un autre système solaire, nous n'en verrions probablement que 2 à 6. Nous verrions presque certainement Jupiter et Saturne, et nous ne verrions presque certainement PAS Mercure ou Mars (ils sont tout simplement trop petits), Vénus et la Terre "pourraient être" suffisamment proches du soleil pour que nous les voyions même si elles sont sur la petite extrémité de ce que nous pouvons détecter, et Uranus et Neptune peuvent également "être" détectables, même s'ils sont petits par leur distance du soleil.

Ma question spécifique: combien de planètes se trouvent dans un système planétaire «normal» ou «moyen», selon les meilleures théories scientifiques de l'humanité disponibles à ce jour? (au-delà de ce que nous pouvons simplement détecter.) En d'autres termes, où puis-je trouver des ensembles de données de recherche scientifique raisonnables, des modèles, des estimations, des théories, des preuves, etc. , qui décrivent la probabilité de planètes "indétectables" (ou très difficiles à détecter) être présent dans un système planétaire?

Ceci est ma première question sur l'échange d'astronomie, alors soyez gentil, mais n'hésitez pas à formuler des critiques constructives si je fais quelque chose de mal.


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Comme vous le constatez, toutes nos méthodes de détection des planètes sont orientées vers la recherche de grandes planètes sur des orbites proches autour de petites étoiles. Le système solaire comme le nôtre, avec une étoile de taille moyenne, de petites planètes sur des orbites d'environ 1 an et de grandes planètes sur des orbites éloignées, est beaucoup plus difficile à identifier (impossible sur les échelles de temps que nous avons observées jusqu'à présent). Nous savons que les systèmes solaires contrairement aux nôtres sont raisonnablement communs, mais AFAIK, nous ne pouvons pas vraiment dire que les systèmes solaires comme le nôtre ne sont pas encore plus communs.
antlersoft

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@RobJeffries Merci pour l'avertissement. La plupart des points d'interrogation visent à expliquer le type d'informations que j'espère, ils ne sont pas destinés à être des questions distinctes en soi. J'ai réorganisé le message et ajouté un résumé final avec une tentative de formulation de la question unique réelle. Si vous avez des suggestions pour améliorer encore la question, faites-le moi savoir.
Dalila

RobJeffries a raison. Vous ne le savez peut-être pas, mais il s'agit d'un éventail extrêmement large de sujets. Chaque méthode de détection a d'autres biais pour en discuter, il faudrait une conférence entière. Mieux google "correction de biais de détection d'exoplanètes". Par exemple, pour dériver et corriger le biais de transit est relativement simple, alors que déjà pour les planètes à vitesse radiale, ce n'est pas le cas.
AtmosphericPrisonEscape

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Cela me dérange toujours que seuls des résultats positifs soient publiés. Parfois, des «résultats nuls» où nous aurions pu détecter quelque chose peuvent également être utiles à la compréhension.
Jack R. Woods

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@ JackR.Woods: Vous devez faire la distinction entre publication scientifique et publication journalistique. Dans la littérature scientifique, des résultats nuls sont publiés, même la comparaison des biais de détection à ce que la théorie dirait serait impossible sans ceux-ci.
AtmosphericPrisonEscape

Réponses:


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Ceci est une réponse partielle. C'est partiel parce que c'est un domaine de recherche actif, avec ce sujet même comme l'une des principales questions, ensuite je n'ai chassé les estimations que d'une seule méthode; la microlentille, car cette méthode n'est pas orientée vers les grandes planètes (en taille et en masse) en orbite étroite autour des petites étoiles.

La méthode de microlentille est orientée vers des planètes plus massives dans Jupiter comme des orbites, c'est-à-dire des planètes froides. Il est biaisé vers des planètes lointaines sur des étoiles beaucoup plus proches du centre galactique. Ceci est important car les étoiles ont des concentrations plus faibles d'éléments lourds qui doivent fabriquer des planètes. Il est également sensible aux planètes autour de toutes sortes d'étoiles, et même aux planètes flottantes libres. Il peut détecter des planètes de masse terrestres.

Voici un lien vers un résumé technique de la méthode. La partie que vous êtes est la section 4.1.3 pages les plus intéressés 23. Recherches de microlentille pour Exoplanètes Yiannis Tsapras Ce papier affiche a un terrain sommaire Figure 3 des taux d'occurrence planète de diverses méthodes Poster: Planète fréquence à partir d' observations microlentille Arnaund Caasan Il y a aussi un lien vers une archive d'articles sur le sujet: Archive NASA: Planet Occurrence Rate Papers

Je fais un bref résumé des principaux résultats: (perspective de microlentille). L'estimation des biais, combinée à des détections réelles, il est possible d'estimer (ou de limiter) le nombre de planètes et la façon dont l'occurrence dépend de la masse, de la distance de l'étoile. Ligne de neige == distance de l'étoile où l'eau reste gelée. Dans notre système solaire, c'est entre Mars et Jupiter. Les lunes de Jupiter ont beaucoup de glace. Le gradateur étoiles est plus proche. 1 AU = distance Terre-Soleil

Le nombre de planètes au-delà de la ligne de neige (Jupiter et au-delà dans notre système solaire) est 7 fois supérieur à celui des planètes chaudes. Dans la gamme de distance 0,5 à 10 Au de 20% des étoiles ont des Jupiters. 50% ont Neptunes, 60% ont des super-terres. Il y a beaucoup d'étoiles avec plus d'une planète. Il y a donc environ une planète pour chaque étoile de la galaxie. Au moins!. Environ 1/6 des étoiles avec des planètes ont un analogue solaire (des planètes massives comme Jupiter et Saturne avec de la place pour de petites planètes rocheuses à proximité).

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