Quale percentuale di pianeti si trova nella posizione in cui potrebbe essere vista in prima linea dalla Terra? (e quindi in grado di subire transiti)

Il numero a stella 12644769 del Catalogo input di Kepler è stato identificato come un binario di eclissi con un periodo di 41 giorni, dal rilevamento delle sue reciproche eclissi (9). Le eclissi si verificano perché il piano orbitale delle stelle è orientato quasi in avanti rispetto alla Terra . Durante le eclissi primarie, la stella più grande, indicata con "A", viene parzialmente eclissata dalla stella più piccola "B" e il flusso del sistema si riduce di circa il 13%

Da http://www.sciencemag.org/content/333/6049/1602

Ecco la cosa però: tra tutte le possibili configurazioni edge-on, ci sono molte più configurazioni in cui un pianeta non può mai essere nella posizione di essere edge-on, piuttosto che configurazioni in cui un pianeta potrebbe essere potenzialmente nella posizione di essere edge . (Immagino che accada in meno di uno su diverse centinaia di casi)

Allora perché siamo in grado di osservare così tanti transiti?

Perché ci sono così tanti pianeti là fuori!

Sembra che ci sia un'intera pagina web dedicata al calcolo di quella risposta .

I transiti possono essere rilevati solo se l'orbita planetaria si trova vicino alla linea di vista (LOS) tra l'osservatore e la stella. Ciò richiede che il polo orbitale del pianeta sia all'interno di un angolo di (parte 1 della figura sotto) misurato dal centro della stella e perpendicolare alla LOS, dove è il diametro stellare (= 0,0093 UA per il Sole) e è il raggio orbitale del pianeta.$d_*/a$$d_{*}$$a$

Questo è possibile per tutti gli angoli di attorno alla LOS, cioè per un totale di steradiani di posizioni polari sulla sfera celeste (parte 2 della figura).$2\pi$$4\pi d_*/2a$

Quindi la probabilità geometrica di vedere un transito per qualsiasi orbita planetaria casuale è semplicemente (parte 3 della figura) ( Borucki and Summers, 1984 , Koch e Borucki, 1996 ).$d_*/2a$

Per la Terra e Venere questo è rispettivamente lo 0,47% e lo 0,65% (vedere la tabella sopra). Poiché i transiti al pascolo non vengono rilevati facilmente, quelli con una durata inferiore alla metà di un passaggio centrale vengono ignorati. Poiché una corda pari alla metà del diametro si trova a una distanza di 0,866 dal raggio dal centro di un cerchio, i transiti utilizzabili rappresentano l'86,6% del totale. Se altri sistemi planetari sono simili al nostro sistema solare in quanto contengono anche due pianeti delle dimensioni della Terra in orbite interne e poiché le orbite non sono co-planari entro , è possibile aggiungere le probabilità. Pertanto, circa delle stelle solari con pianeti dovrebbe mostrare transiti delle dimensioni della Terra.$2d_*/D$$0.011 \times 0.866$ $= 1\%$

È davvero incredibile! Keplero è lì da un po 'di tempo e ha una possibile lista di quasi 2000 pianeti che guardano solo 150.000 stelle per solo un paio d'anni! Quindi, se solo l'1% transitasse statisticamente, ciò significherebbe che solo 1500 sistemi in modo casuale avrebbero l'orientamento corretto ( dati i risultati fino ad oggi, ha senso ). E dato che circa 7500 stelle sono state eliminate dalla considerazione a causa della variabilità di un tipo o di un altro ... Penso che sarebbe abbastanza sicuro dire che praticamente ogni stella là fuori ha almeno una sorta di corpo planetario attorno ad essa.

La risposta arriva dal numero di stelle esaminate da ciascun metodo. Keplero nella prima parte della sua missione esaminò 150.000 stelle. Dopo la missione estesa ha esaminato 503.506 https://en.wikipedia.org/wiki/Kepler_space_telescope . Keplero fissava una macchia di cielo alla volta misurando la luminosità di molte decine di migliaia di stelle alla volta. La nuova missione satellitare TESS esaminerà circa 200.000 stelle.

Il metodo della velocità radiale deve eseguire misurazioni ripetute di ciascuna stella candidata, quindi passare a quella successiva. Per le stelle luminose l'esposizione potrebbe essere di 2 minuti, mentre le stelle più deboli 10 minuti circa ... Lo strumento HARPS utilizza la maggior parte delle notti disponibili su un telescopio di classe 4m. Il catalogo iniziale dei candidati HARPS era 376 https://phys.org/news/2011-09-exoplanets-harps.htmlstars . Questo è stato ampliato e modificato nel corso degli anni. Esistono diverse altre ricerche di velocità radiale. Le loro liste si sovrappongono in modo così globale che stanno controllando 5.000 stelle Una stima personale).

Queste 2 tecniche sono abbastanza comparabili in quanto sono entrambe più sensibili alla chiusura nei pianeti. Quindi la differenza nel numero di piante trovate è perché i sondaggi di transito esaminano stelle più che sufficienti per superare la bassa probabilità di rilevare un pianeta che lo transita in una stella ospite.

Le altre tecniche per trovare esopianeti favoriscono la ricerca di diversi tipi di pianeti. Ad esempio il microlensing tende a trovare pianeti di massa elevata sulla distanza di Giove dalla sua stella. Dei milioni di stelle che controllano la microlensing circa 3000 (ora, molto meno nelle prime ricerche) mostrano microlensing in un anno, di questi solo 10 hanno le firme dei pianeti. In genere ci vuole circa un anno per modellare ogni evento ... quindi sono stati trovati relativamente pochi pianeti.

• Metodo numero di stelle esaminate numero di pianeti trovati
• Transita oltre 500.000 3126
• Velocità radiale 5.000 778
• Stima della microlensing 100 84
• Imaging diretto 100 ipotesi 47
• Astrometria 10 ipotesi 1

vedi https://exoplanets.nasa.gov/alien-worlds/ways-to-find-a-planet/ le stime del numero di stelle sono le mie stime.