Πόσοι πλανήτες υπάρχουν στο σύμπαν;

Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα άστρα, τους γαλαξίες και ότι γνωρίζουμε σχετικά με τους νόμους που διέπουν την πραγματικότητα, πόσοι πλανήτες είναι παρατηρήσιμοι στο Σύμπαν; 


Αυτά δεν υπήρχαν πριν πολύ καιρό - όταν ήμουν παιδί - οι μόνοι πλανήτες που γνωρίζαμε ήταν αυτοί στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα. 
Οι βραχώδεις πλανήτες, τέσσερις γίγαντες αερίου, φεγγάρια, αστεροειδείς, κομήτες, και τα αντικείμενα της ζώνης Kuiper (η οποία περιελάμβανε τότε μόνο -  τον Πλούτωνα και το μεγαλύτερο φεγγάρι του,  Χάρων, εκείνη την εποχή) όλα αυτά ήταν που γνωρίζαμε. 

                Image credit: NASA’s Solar System Exploration,                  
  http://solarsystem.nasa.gov/planets/index.cfm.

Αλλά όλα αυτά ήταν μόνο οι κόσμοι γύρω από τον Ήλιο μας, ο οποίος στεγάζει (σύμφωνα με τους τρέχοντες ορισμούς) οκτώ πλανήτες. 
Ο Ήλιος μας είναι μόνο ένα από τα κατ 'εκτίμηση δύο έως τετρακόσια δισεκατομμύρια αστέρια στο Γαλαξία μας, και κοιτώντας ψηλά προς τον ουρανό τη νύχτα, δεν μπορεί κανείς να βοηθήσει, αλλά να αναρωτιέται πόσα από αυτά τα αστέρια έχουν δικούς τους πλανήτες, και αν αυτοί οι κόσμοι είναι παρόμοιοι. 

 Image credit: Free Roaming Photography, by Mike Cavaroc.

Πριν από μερικές δεκαετίες, οι συζητήσεις για τους πλανήτες θα ήταν ως επί το πλείστον κερδοσκοπικές, και θα είχαμε επικεντρωθεί στις θεωρίες με βάση το μοναδικό πράγμα που ήταν γνωστό κατά το χρόνο: τα αστέρια στο γαλαξία μας. 
Υπάρχει μια τεράστια ποικιλία από αυτά, όσον αφορά το μέγεθος, τη μάζα, την ακτίνα και το χρώμα, εκεί έξω στο γαλαξία μας. 
Ο Ήλιος μας είναι μόνο ένα παράδειγμα - ένα αστέρι κατηγορίας-G - από τα επτά διαφορετικά κύρια είδη. 

Πίστωση Εικόνας: Wikipedia χρήστη Kieff· Σχολιασμοί από μένα(Ethan Siegel).

Μπορούμε να σκεφτούμε τον Ήλιο μας, όπως είναι η τυπική και σχετικά αμυδρή πλευρά, δεδομένου ότι ένας δυσανάλογα μεγάλος αριθμός αστέρων είναι ορατός στα μάτια μας στο νυχτερινό ουρανό είναι Ο, Β, και Α κατηγορίας αστέρων, μαζί με τους πολύ υψηλά αναπτυγμένους κόκκινους γίγαντες, που δεν εκπροσωπούνται στο διάγραμμα, παραπάνω. 
Αλλά υπάρχει ένας λόγος για αυτά τα αστέρια που βλέπουμε: είναι εγγενώς πιο φωτεινά, και έτσι βλέπουμε περισσότερα από αυτά! 
Στην πραγματικότητα, το πιο κοντινό αστέρι σε μας σε ολόκληρο το νυχτερινό ουρανό - είναι ο Εγγύτατος Κενταύρου - είναι αόρατο με οποιοδήποτε μικρότερο από μεσαίου μεγέθους τηλεσκόπιο.

Image credit: Marco Lorenzi.

Στην πραγματικότητα, ο ήλιος είναι πιο μαζικός και εγγενώς πιο φωτεινός από το 95% των άστρων του γαλαξία μας. 
Τα κόκκινα αστέρια νάνοι - αστέρια κατηγορίας-M - που κυμαίνονται από 8% έως 40%, τη μάζα του Ήλιου μας, συνθέτουν 3 από κάθε 4 αστέρια που είναι εκεί έξω. 
Τι περισσότερο από αυτό, ο Ήλιος μας είναι σε απομόνωση· 
Δεν είναι βαρυτικά δεσμευμένος από τα άλλα αστέρια. 
Αλλά αυτό δεν είναι απαραίτητο για το πως υπάρχουν τα αστέρια στον γαλαξία.

  Πίστωση Εικόνας: VISTA υπέρυθρη έρευνα, ESO / J. Μπορίσοβα.

Τα αστέρια μπορούν να συγκεντρώνονται σε δυάρια (δυαδικά αστέρια), τριάρια (trinaries), ή ομάδες / συστάδες που περιέχουν οπουδήποτε από εκατοντάδες έως πολλές εκατοντάδες χιλιάδες αστέρια.

Σύνθετη εικόνα: πίστωση Mike Malaska. 

Για τις μεμονωμένες μονάδες εικόνων, δείτε κάτω αριστερά.

Αλλά κατά τη διάρκεια των τελευταίων δύο δεκαετιών, έχουμε κάνει αναζητήσεις. 
Έχουμε ψάξει με μερικές διαφορετικές μεθόδους, στην πραγματικότητα, οι δύο πιο παραγωγικοί, είναι η μέθοδοι "αστρικής ταλάντευσης", όπου μπορεί να συνάγει τη μάζα και την ακτίνα ενός πλανήτη (ή το σύνολο των πλανητών) γύρω από ένα αστέρι που παρατηρείται καθώς "ταλαντεύεται" βαρυτικά για μεγάλες χρονικές περιόδους:

Πίστωση Εικόνας: Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο.

Και η μέθοδος της διέλευσης, όπου το φως που έρχεται από ένα μακρινό αστέρι εν μέρει εμποδίζεται από το δίσκο του πλανήτη στο ηλιακό σύστημα του, περνώντας μπροστά από αυτό.

Πίστωση Εικόνας: Ηλιακό και Ηλιοσφαιρικό Παρατηρητήριο ESA / NASA, (SOHO), 2006.

Είναι σημαντικό να το αναγνωρίσουμε, όταν το κάνουμε αυτό, ότι δεν θα δούμε τη συντριπτική πλειοψηφία των πλανητών που είναι εκεί έξω. 
Πάρτε την αποστολή Kepler της NASA, για παράδειγμα, η οποία έχει ανακαλύψει εκατοντάδες-χιλιάδες πλανήτες, ψάχνοντας σε ένα οπτικό πεδίο που περιέχει περίπου 100.000 άστρα. 

Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι υπάρχουν μόνο λίγοι πλανήτες ανά εκατό-αστέρια. 
Σκεφτείτε το εξής: αν το Κέπλερ κοιτάζοντας το ηλιακό μας σύστημα και το ηλιακό μας σύστημα ήταν τυχαία προσανατολισμένο σε σχέση με τη δική μας σκοπιά, αυτές είναι οι πιθανότητες ότι η ευθυγράμμιση θα είναι αρκετά καλή για να τηρήσει μια διέλευση το αστέρι μας με έναν από τους πλανήτες μας.

 Πίστωση Εικόνας: Δική μου(Ethan Siegel)

Τώρα μπορείτε να σκεφτείτε, αυτές δεν είναι και τόσο καλές αποδόσεις, αλλά δεν ξέρετε ακόμη και το μισό από αυτό. 
Ο Ερμής και ο Άρης είναι πολύ μικροί, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπλοκάρονται αρκετά από το φως του ήλιου, να είναι ανιχνεύσιμοι με την καλύτερη τεχνολογία αναζήτηση πλανητών, και τους τέσσερις εξωτερικούς πλανήτες, παρά το μεγάλο μέγεθός τους, λαμβάνουν υπερβολικά μεγάλο χρονικό διάστημα σε τροχιά για να παρατηρήσει το Kepler περισσότερες από μία διελεύσεις, μια αναγκαιότητα για τη μεταγλώττιση ενός αντικειμένου "ένας πλανητικός υποψήφιος." 
Έτσι, αυτό σημαίνει ότι αν ο Κέπλερ έψαχνε σε 100.000 αστέρια πανομοιότυπα με τα δικά μας, θα έχουν βρεθεί 410 αστέρια με συνολικά 700 πλανήτες γύρω τους.

 Εικονογράφηση credit: NASA / Jason Rowe, Kepler Mission.

Όμως, από σήμερα, το Κέπλερ έχει βρει πάνω από 11.000 αστέρια με τουλάχιστον έναν πλανητικό υποψήφιο, και πάνω από 18.000 πιθανούς πλανήτες γύρω από αυτά τα αστέρια, με τις περιόδους που κυμαίνονται από 12 ώρες έως και 525 ημέρες. 

Τι μάθαμε από αυτά που υπάρχουν εκεί: 

1. μια τεράστια ποικιλία των πλανητικών συστημάτων εκεί έξω, οι περισσότεροι εκ των οποίων είναι πολύ διαφορετικές από τις δικές μας,

2. τροχιά γύρω από ένα ευρύ φάσμα αστέρων, συμπεριλαμβανομένων των διμερών και τριμερών συστημάτων,

3. και βλέπουμε μόνο αυτά που είναι αρκετά μεγάλα, σε τροχιά γύρω από τα αστέρια τους αρκετά κοντά, που είναι επίσης απίθανο, τυχαίες ευθυγραμμίσεις σε σχέση με τη γραμμή της θέασης.

Πίστωση Εικόνας: ESO / M. Kornmesser.

Και για όσους από εσάς αναρωτιέστε, αυτό δεν περιλαμβάνει ακόμη και τους λεγόμενους "απατεώνες" /ορφανούς πλανήτες ή πλανήτες που υπάρχουν στα βάθη του διαστήματος, που δεν είναι σε τροχιά γύρω από ένα μητρικό άστρο. 
Αν συμπεριλάβουμε εκείνων αντ 'αυτού, ο αριθμός των πλανητών στον γαλαξία μας θα αυξηθεί πιθανότατα από οπουδήποτε από ένα συντελεστή εκατό σε ένα εκατομμύριο, που σημαίνει ότι υπάρχουν πιθανώς μεταξύ 10 ^ 15 και 10 ^ 19 πλανητικά σώματα, συνολικά, μέσα στο Γαλαξία μας.

Πίστωση Εικόνας: NASA / Ames / JPL-Caltech.

Με άλλα λόγια, με βάση όσα έχουμε δει μέχρι τώρα, σχεδόν όλα τα αστέρια είναι πιθανό να έχουν πλανήτες, και με βάση αυτά που έχουμε δει στο εσωτερικό του ηλιακού μας συστήματος, ένα μεγάλο μέρος τους - ιδίως τα κατηγορίας-M αστέρια - είναι πιθανό να έχουν περισσότερους βραχώδεις πλανήτες στο εσωτερικό ηλιακό  τους σύστημα από ό, τι έχει και το δικό μας, για να μην πούμε τίποτα για το εξωτερικό ηλιακό σύστημα!

Πίστωση Εικόνας: J. Pinfield / RoPACS δίκτυο / Πανεπιστήμιο του Hertfordshire.

Την πάροδο του χρόνου, θα συνεχίσουμε να μαθαινουμε περισσότερα και να βελτιώσουμε τις εκτιμήσεις μας, αλλά αυτή τη στιγμή, υπάρχουν τουλάχιστον τόσοι πλανήτες, καθώς υπάρχουν αστέρια στον γαλαξία μας, και πολύ πιθανόν πολλά, πολλά περισσότερα από ό, τι ακόμη και οκτώ φορές αυτό τον αριθμό. 
Το ηλιακό μας σύστημα μπορεί ακόμη να αποδειχθεί κατά μέσο όρο, ελαφρώς άνω του μέσου όρου, ή κάπως κάτω του μέσου όρου· 
Δεν είμαστε ακόμη σίγουροι. 
Αλλά ανεξάρτητα από τον τρόπο που περνά, μιλάμε για τρισεκατομμύρια πλανήτες στο γαλαξία μας και μόνο. 
Και να θυμάστε, o γαλαξίας μας δεν είναι μόνος στο Σύμπαν.

Πίστωση Εικόνας: NASA, ESA, G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch (University of California, Santa Cruz), R. Bouwens (Leiden University), and the HUDF09 Team.

Με τουλάχιστον 200 δισεκατομμύρια γαλαξίες εκεί έξω (και ίσως ακόμη περισσότεροι), πολύ πιθανό να μιλάμε για ένα σύμπαν γεμάτο με περίπου 10 ^ 25 πλανήτες. 
Για όσους από εσάς αρέσει να βλέπουν γιγαντιαίους αριθμούς να αναγράφονται πλήρως, περίπου 10.000.000.000.000.000.000.000.000 πλανήτες στο παρατηρήσιμο Σύμπαν, και αυτό είναι που μετράει μόνο πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από αστέρια.

Ο αριθμός αυτός πρόκειται να γίνει πιο ακριβής, αλλά είμαι κουρασμένος δίνοντας χαμηλή εκτίμηση όταν είναι κατ 'εξοχήν πιθανό ότι υπάρχουν τόσα πολλά περισσότερα. 
Ας συνεχίσουμε να ψάχνουμε, όχι μόνο για τους πλανήτες, αλλά και για το νερό, το οξυγόνο, και τα σημάδια της ζωής. 

Με όλες αυτές τις πιθανότητες, είμαστε αναγκασμένοι να επιμείνουμε και να δούμε αρκετά.


Μετάφραση: To-New-Sas

ΠΗΓΗ: https://medium.com