Понад 100 мільярдів екзопланет на Чумацькому шляху для науки
Екстраполюючи кількість екзопланет, виявлених гравітаційними мікролінзами, астрофізики підрахували, що в нашій галактиці в середньому на одну зірку припадає більше однієї планети, або більше 100 мільярдів планет !
Планети поширені в Чумацькому Шляху. У середньому кожна зірка мала б більше однієї. Крім того, малі планети зустрічаються частіше гігантів.
Сьогодні відомо близько 720 екзопланет - планет, що обертаються навколо зірок, крім Сонця. Це і багато, оскільки жодної з них не було виявлено 20 років тому, і дуже мало, порівняно з безліччю зірок, що населяють Всесвіт. Чи незначна частка відомих планет до кількості зірок означає, що мало хто з останніх є домом для планет? Ні, за словами Арно Кассана з Паризького інституту астрофізики та його колег, які є членами міжнародної співпраці: статистичний аналіз результатів шестирічних спостережень показав, що в нашій галактиці в середньому кожна зірка супроводжується не однією планетою.
Проведені між 2002 і 2007 роками спостереження використовують так званий ефект гравітаційної мікролінзи. Це відхилення світла від далекої зірки масивним об’єктом - зіркою, планетною системою ... -, який проходить між нею та Землею. Це відхилення зближує промені від далекої зірки, що призводить до посилення її світла. Точна форма сигналу залежить від характеристик об’єктива лінзи, який ми можемо потім реконструювати. Зокрема, коли це зірка, що супроводжується планетою, ми іноді можемо виявити присутність останньої, що проявляється коротким посиленням посилення; це посилення триває від декількох годин для найменших планет до кількох днів для гігантів, тоді як посилення завдяки гравітаційній мікролінзі триває в цілому від декількох днів до кількох місяців.
З 2002 по 2007 рік близько 3000 таких подій було виявлено за допомогою широкосмугових телескопів мережі OGLE, які сканують мільйони зірок кожної ясної ночі. Співпраця PLANET із власною мережею телескопів докладно простежила і прожила кілька сотень цих подій, коли об’єктив лінзи був зіркою в Чумацькому Шляху, щоб визначити, чи супроводжували зірки лінз планетами. Ця вибірка є досить великою і "намальованою" спостережуваними мікролінзовими подіями (апріорі невідомо, які зірки спричинять ефект мікролінзи), вважається, що вона є репрезентативною для зірок Галактики.
Таким чином було виявлено близько десяти екзопланет. Щоб з’ясувати справжнє достаток екзопланет, астрофізики тоді оцінили чутливість їх методу: залежно від різних параметрів (ймовірність того, що планетарна система знаходиться в правильній конфігурації, чутливість приладів тощо), вони розрахували ймовірність виявити фактично наявні планети. Потім вони зробили висновок з цієї ймовірності та із кількості виявлених планет загальної кількості планет: якщо ми спостерігаємо, наприклад, 3 планети і що, коли є планета, у нас є кожен четвертий шанс її виявити, ми робимо висновок, що існує складають близько 12 планет. Щоб уточнити свої результати, астрофізики провели ці розрахунки для різних діапазонів маси.
Вони показали, що в середньому 1,6 планети пов'язані з кожною зіркою в Чумацькому Шляху. Вважається, що близько 17 відсотків зірок є домом для планет, схожих на Юпітер (з масою від 0,3 до 10 разів більше маси Юпітера, що становить 318 земних мас), більше половини планет, схожих на Нептун (від 10 до 30 мас суші) і близько 62 відсотків суперземл (від 5 до 10 мас суші). Що стосується планет з масою, близькою до маси Землі, жодна з них не була виявлена за допомогою гравітаційного мікролінзування, тому дослідження не може оцінити їх кількість. У будь-якому випадку, планет з низькою масою, здається, перевершує кількість гігантів, що підтверджує передбачення моделей планетних утворень.
Чи можуть планети, передбачені цим дослідженням, приховувати життя? Здебільшого ні. Планети, виявлені ефектом мікролінзування, мають орбітальну відстань від 0,5 до 10 астрономічних одиниць (одна астрономічна одиниця відповідає середній відстані Земля-Сонце), інтервал, коли чутливість методу максимальна; тому оцінка стосується лише цього інтервалу. Однак найчастіше планети, виявлені за допомогою ефекту мікролінзування, обертаються навколо зірок, які називаються червоними карликами М, переважною більшістю в Галактиці, і ці зірки менші і менш гарячі, ніж Сонце. Як результат, їх придатна для проживання зона (орбітальна зона, де можна знайти рідку воду) значно нижче 0,5 астрономічних одиниць. Тому більшість планет, передбачених дослідженням, занадто холодні, щоб містити рідку воду, апріорі необхідну для життя.
Якщо оцінка А. Кассан та його колеги розглядають лише екзопланети з масою більше п'яти мас Землі і розташованими від 0,5 до 10 астрономічних одиниць їхньої зірки, інші дослідження стосуються інтервалів додаткової маси та орбітальної відстані. Дійсно, певні методи виявлення дозволяють сканувати ці інтервали. Наприклад, вважається, що від 25 до 90 відсотків червоних карликів М є домом для планет, дуже близьких до них, на додаток до тих, які передбачали дослідження мікролінз. Оголошені нею понад 100 мільярдів планет - це лише нижня межа !