Egzoplanety sumują się, a dzięki tysiącom do zbadania zasoby naukowców nie nadążają.
(Zdjęcie: © NASA)
Jak znaleźć obce światy stało się łatwiejsze, ucząc się każdego szczegółu, jaki naukowcy mogą stać się, być może zaskakująco, stratą cennego czasu zarówno na instrumenty, jak i komputery.
Do tej pory naukowcy odkryli 4 104 potwierdzonych egzoplanet. Ale dla każdego potwierdzona planeta że astronomowie gwoździją, w danych jest garstka może planet, szepcze w danych, które mogą pochodzić z czkawek gwiazd lub par tańczących gwiazd lub niedoszłych gwiazd, które nie nadawały się do cięcia. A naukowcy nie mają już zasobów do analizowania kryzysu tożsamości każdej potencjalnej planety.
„Doszło do tego, że mamy teraz tak wielu do wyboru - jest ich tak wiele ekscytujący kandydaci dlatego, że tak naprawdę nie musimy patrzeć na każdego z nich i potwierdzać każdego z nich ”, powiedziała Jessie Christiansen, astronom z Caltech i NASA Exoplanet Science Institute.„ Naprawdę musisz ustalić priorytety, musisz spójrz na tę listę planet, które się wychodzą i powiedz: „OK, o której, jak myślimy, dowiemy się najwięcej?”
Prawidłowe potwierdzenie egzoplanety jest pracochłonnym procesem, który wymaga od naukowców określenia zarówno wielkości, jak i masy obiektu, aby wykluczyć inne zjawiska udające planetę. Te obserwacje wykorzystują instrumenty, które są w wysoki popyt ze strony naukowców studiowanie wielu zjawisk.
Proces potwierdzania może być czasochłonny. Christiansen powiedział, że w szczególnie kłopotliwych sytuacjach może to potrwać nawet rok. „Niektórzy z tych kandydatów na planetę naprawdę, jeśli wpakują się w ciebie, jeśli stanie się to twoją rzeczą, którą próbujesz rozwiązać,” powiedziała, „możesz zatracić się w tych rzeczach”.
Ale są dwa różne sposoby dowiedzieć się o egzoplanetach. Jedno podejście przybliża poszczególne planety, aby dowiedzieć się jak najwięcej - bez względu na to, czy jest skaliste, czy gazowe, czy ma atmosferę i jak ta atmosfera wygląda, jak mogła być taka, jaka jest. Ale na te pytania można odpowiedzieć tylko o planetach krążących wokół szczególnie jasnych gwiazd; w przeciwnym razie naukowcy nie mogą uzyskać wystarczającej ilości danych.
Drugie podejście dotyczy różnorodności planet we wszechświecie jako populacji. „Misja Keplera była zainteresowana statystykami” - powiedział Christiansen. „Chodziło o to, aby tysiące planet włożyły do naszych wiader i powiedziały:„ OK, ta jest najczęstsza, ta jest następna i tak dalej ”.
Właśnie to Kosmiczny Teleskop Keplera zrobiło to w latach 2009-2018 podczas dwóch różnych misji, zwanych Kepler i K2, znajdując ponad 2500 potwierdzonych egzoplanet. Christiansen powiedział, że obfitość bogactw spowodowała zmianę sposobu myślenia naukowców, ponieważ poszczególne światy stały się mniej wyjątkowe.
„Jeśli to 80 gorący Jowisz zostało znalezione i nie mamy żadnego powodu, aby sądzić, że będzie różnił się od 79, które pojawiły się przed nim - powiedziała - czy naprawdę zamierzamy to zbadać w ten sam sposób, w jaki zbadaliśmy pierwsze 79?
I tak, gdy zgromadziły się odkrycia Keplera, naukowcy wprowadzili nową technikę oceny potencjalnych planet, zwaną walidacją. Przy łatwiejszych do zdobycia obserwacjach astronomowie prowadzą model statystyczny oceniający prawdopodobieństwo wyjaśnień pozaplanetarskich uzyskanych danych; poniżej pewnego poziomu granicznego jest to wystarczające dla naukowców zajmujących się badaniem populacji egzoplanet.
„W naszym myśleniu była rewolucja w terenie, polegająca na tym, że właściwie nie musimy potwierdzać każdego, możemy je potwierdzić” - powiedział Christiansen. „Więc wierzysz, że to planeta statystycznie, ale tak naprawdę nie zmierzył masę. To trochę tanie - używam cytatów lotniczych - to rodzaj taniego sposobu potwierdzania planet ”.
Ale nawet walidacja planet jest obecnie zbyt kosztownym procesem dla naukowców egzoplanetowych, aby zastosować go w każdym potencjalnym świecie. Niedobór zasobów potwierdzających planetę, przed którymi stają astronomowie, stanie się poważniejszym problemem, powiedział Christiansen.
W kwietniu 2018 r. NASA uruchomiła nową wyszukiwarkę planet, czyli Transiting Exoplanet Survey Satellite lub TESS. Naukowcy oczekują potwierdzenia około 16 000 planet wykrytych w jego danych - ale wymaga to wąchania gdzieś w pobliżu od 100 000 do 300 000 planet kandydujących i oceny każdej z nich.
„Teraz muszę spojrzeć na tych wszystkich kandydatów i zdecydować, którzy nawet chcę potwierdzić”, powiedział Christiansen, który powiedział, że jest podekscytowana nagrodą za egzoplanety, pomimo ścisłej hierarchizacji, której wymaga. „Poluję na planety od 2004 r. - 15 lat - a wielu naukowców poluje jeszcze dłużej. I po raz pierwszy tak naprawdę po prostu usiadłem i odszedłem:„ Wow. Nie warto robić to tylko pod względem czasu. ”
Zawstydzenie bogactw będzie trwało tylko, powiedziała. Następna wyszukiwarka egzoplanet NASA, Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), może pozwolić naukowcom odkryć 100 000 potwierdzonych egzoplanet - co oznacza jeszcze więcej setek tysięcy kandydatów do oceny.
„Myślę, że wymyślenie nowych statystycznych sposobów radzenia sobie z tym będzie jeszcze ważniejsze jako narzędzie w przyszłości” - powiedział Christiansen. „Mamy więcej planet niż zasobów, ale będzie to coraz gorzej i znacznie gorzej, wykładniczo przez następną dekadę”.
- 7 sposobów odkrywania planet obcych
- Fotografowanie egzoplanety: jak trudne może być?
- Najdziwniejsze obce planety na zdjęciach
