Астрофизик Уэсли Трауб (Wesley Traub) из Калифорнийского технологического института оценил количество экзопланет земной группы, находящихся в обитаемой зоне своих звёзд.Основанием для расчётов стали данные первых 136 дней наблюдений на космическом телескопе «Кеплер», опубликованные около полугода назад. В эту базу, напомним, вошла информация о 1 235 кандидатах в экзопланеты, обнаруженных при изучении большой группы из ~150 000 звёзд.
Ещё до начала работы г-н Трауб несколько уменьшил объём данных, исключив 16 экзопланет, у которых был зарегистрирован только один транзит, а также 20 планет с «горячими» (более 6 500 К) и 240 — с «холодными» (менее 5 000 К) звёздами. После этого число экзопланет сократилось до 959, а в усечённой до 113 644 единиц выборке светил сохранились лишь те, что напоминают Солнце и имеют спектральные типы F5-K2. Для удобства автор также разделил популяцию экзопланет на три группы: у планет земного типа радиус должен был попадать в диапазон от 0,5 до 2 земных, ледяными гигантами считались тела с радиусом от 2 до 8 земных, а газовыми гигантами — ещё более крупные планеты.
Анализируя подготовленный массив информации, учёный отметил несколько интересных закономерностей. Во-первых, число небольших планет, найденных «Кеплером» на орбитах тусклых светил, занижено, что можно списать на инструментальные эффекты. Во-вторых, частота обнаружения планет средних размеров не зависит от яркости звёзд. В-третьих, планет на короткопериодических (менее трёх дней) орбитах совсем немного, и это уже невозможно объяснить несовершенством приборов «Кеплера».
Распределение планет, попавших в выборку, по радиусу (иллюстрация из Astrophysical Journal).
Распределение планет, попавших в выборку, по радиусу (иллюстрация из Astrophysical Journal).
Зависимость числа зарегистрированных «Кеплером» планет от орбитального периода. Данные по периодам, превышающим 42 дня, считаются неполными. (Иллюстрация из Astrophysical Journal.)
Зависимость числа зарегистрированных «Кеплером» планет от орбитального периода. Данные по периодам, превышающим 42 дня, считаются неполными. (Иллюстрация из Astrophysical Journal.)
На заключительном этапе работы г-н Трауб попробовал рассчитать частоту появления экзопланет земного типа в обитаемой зоне — области вокруг светила, в которой планета может сохранять воду в жидком состоянии на поверхности. Чтобы охватить все предлагавшиеся для Солнечной системы варианты моделирования обитаемой зоны, автор рассмотрел «широкую», «среднюю» и «узкую» разновидности последней. Границы «широкой» модификации находятся на расстоянии в 0,72 и 2 а. е. от звезды; этот интервал участники проекта «Кеплер» рекомендуют устанавливать в тех случаях, когда нужно выделить абсолютно все потенциально обитаемые планеты. «Средняя» и «узкая» версии имеют более скромные размеры и укладываются в диапазоны 0,80-1,80 и 0,95-1,67 а. е.
При вычислениях также учитывалась неполнота данных по экзопланетам с орбитальным периодом, превышающим 42 дня. Эта величина примерно равна трети общей длительности наблюдений и выбрана по той причине, что надёжное обнаружение «Кеплером» планеты требует регистрации трёх её транзитов (прохождений по диску звезды).
В результате выяснилось, что треть (0,34 ± 0,14) всех звёзд с температурой в 5 000-6 499 К должна иметь как минимум одну планету земного типа в обитаемой зоне. Если рассматривать «широкий», «средний» и «узкий» варианты обитаемых зон по отдельности, то цифры будут такими: 0,43, 0,34 и 0,25.
Стоит заметить, что эта оптимистичная оценка резко отличается от значений, которые были получены в марте 2011-го коллегами г-на Трауба Джозефом Катанцарите (Joseph Catanzarite) и Майклом Шао (Michael Shao). В их модели экзопланету земного типа получают лишь 1-3% звёзд, похожих на Солнце. Серьёзное расхождение результатов объясняется тем, что Катанцарите и Шао не вводили поправки на неполноту информации по большим орбитальным периодам и тусклым звёздам.
По материалам: Technology Review.