Dvě miliardy obyvatelných exoplanet v Galaxii?

Credit: NASA
Credit: NASA

„Počkejme si na konečné výsledky“ – podobnou větou obvykle odrážejí politici zvídavé dotazy novinářů v okamžiku, kdy je po volbách sečteno jen pár procent hlasovacích lístků. V podobné roli se nyní ocitají astronomové v oblasti odhadu počtu exoplanet zemského typu v naší Galaxii.

 


 

Hlavním úkolem kosmického dalekohledu Kepler není ani tak nalezení konkrétních exoplanet zemského typu, jako spíše poskytnutí ucelených dat pro nejrůznější statistické hrátky a kejkle. Pokud bychom to zjednodušili, pak Kepler postupuje následujícím způsobem. Představme si například skupinu exoplanet o velikosti 0,8 až 1,2 Země, které obíhají okolo hvězd podobných Slunci (spektrální třídy K, G, F). Na začátku máme otázku, kolik takových exoplanet vlastně v naší Galaxii může existovat? Jsou jich miliony? Stovky milionů? Miliardy?

 

Kepler za určitou dobu nalezne u daného vzorku hvězd například 100 exoplanetárních kandidátů dané velikosti. Někteří z kandidátů jsou však pouhými falešnými poplachy, nicméně vědci dokážou odhadnout pravděpodobnost existence daných kandidátů. Řekněme, že tato pravděpodobnost bude 90%. Kepler tedy v našem hypotetickém příkladu objevil 90 skutečných exoplanet. Problémem ovšem je, že se jedná pouze o planety, které z našeho pohledu přechází před svou hvězdou. Pravděpodobnost, že rovina oběžné dráhy planety směřuje k nám, je poměrně malá, astronomové ji však dokážou vypočítat a to ze vztahu (d*/a).100, kde d* je poloměr hvězdy, a je velká poloosa planety. Údaj vám vyjde v procentech. Pro soustavu Slunce – Země je tento údaj 0,47%. Jinými slovy: Kepler najde jen každou asi 213. exoplanetu!

 

Díky tomu můžeme odhadnout počet exoplanet v daném vzorku hvězd třeba na 10 000. Odtud je už jen krůček k tomu, abychom počet exoplanet převedli na oblast celé Galaxie. Připomeňme, že zorné pole Keplera zabírá jen asi 1/400 oblohy, i tak se ale jedná o poměrně seriozní vzorek pro vyvození konkrétních závěrů. Poslední krůček však nemusí být úplně jednoduchý, neboť představy o počtu hvězd v Galaxii se různí. Nejčastěji se uvádí hodnota 200 až 400 miliard (všech) hvězd.

 

Na světlo světa zatím tým Keplera pustil pouze data, získaná během prvních 132 dní pozorování kosmického dalekohledu, což v reálu představuje přibližně 1/8 délky primární části mise.

 

Někteří astronomové se už přesto pustili do statických hrátek. Joseph Catanzarite a Michael Shao z JPL zveřejnili studii, která se snaží počet obyvatelných exoplanet zemského typu v celém našem hvězdném ostrově odhadnout.

 

Sami autoři už v úvodu zmiňují, že jejich odhady budou výrazně zpřesněny v okamžiku, kdy budeme mít k dispozici data za 3 roky nebo dokonce za delší dobu.

 

Dle výsledků studie se zdá, že 1,4 až 2,7% hvězd typu Slunce může hostit exoplanety zemského typu (0,8 až 2 poloměry Země) v obyvatelné zóně.

 

Autoři zvolili ve své studii více méně stejný postup, který jsme popsali výše. Vzhledem k omezenému balíku dat jsou však jejich úvahy založeny spíše na předpokladech. Studie očekává, že Kepler objeví asi 12 obyvatelných exoplanet o výše zmíněném poloměru (2 Země je opravdu maximum), které obíhají okolo hvězd spektrální třídy K,F,G. V překladu to znamená, že dané exoplanety by měly obíhat okolo hvězd o velikosti Slunce, případně o něco větší nebo menší. V úvahu se neberou červení trpaslíci, u kterých zatím nemáme zcela jasnou představu, zda i oni mohou hostit obyvatelné exoplanety. Výzkum „obyvatelnosti“ okolí červených trpaslíků patří k současným horkým tématům. Červených trpaslíků je v Galaxii procentuálně suverénně nejvíce, takže jejich ignorace rozhodně není zanedbatelná.

 

Podle autorů sice Kepler objeví „jen“ 12 obyvatelných exoplanet, ve vzorku 150 000 hvězd jich však může být okolo 3000. Ty ostatní zkrátka nevykonávají tranzity, jejich počet ovšem lze určit, jak jsme to už výše vysvětlili.

 

Pokud bychom to vztáhli na celou Galaxii, pak okolo přibližně 1,4 až 2,7% hvězd spektrální třídy F, G, K by mohla obíhat exoplaneta zemského typu v obyvatelné oblasti. V absolutních číslech by mohlo jít až o 2 miliardy planet v Galaxii.

 

 

Zdroj: The Occurrence Rate of Earth Analog Planets Orbiting Sunlike Stars

 

 

 

 

 

www.novedalekohledy.cz