Обнаружение экзопланет

Обычно это не проблема, потому что большинство экспериментов просто связаны с поиском экзопланет. Они редко разрабатываются таким образом, чтобы было легко оценить статистические данные о населении из-за всевозможных предубеждений, которые возникают при выборе целей. К сожалению, поиск экзопланет превратился в спорт, где открытие — это все.

Если предположить случайную ориентацию орбит (и это все, предположение), то вероятность транзита масштабируется примерно как

$$P \simeq \frac{R_p+ R_s}{a}$$ куда $R_p$и $R_s$- радиус планеты и горячей звезды соответственно и $a$радиус орбиты планеты (с небольшими изменениями для некруговых орбит). Чем он больше, тем больше вероятность того, что произойдет транзит. Следовательно, большие экзопланеты, вращающиеся вокруг больших звезд, с большей вероятностью пройдут транзитом. В принципе, этот эффект можно скорректировать при расчете статистики и частоты экзопланет.

Итак, насколько хорошо предположение о случайном наклонении орбиты? Я искренне думаю, что никто не знает на данный момент. Я провел работу по возможному выравниванию осей вращения маломассивных звезд в скоплениях ( Джексон и Джеффрис, 2010 ), обнаружив соответствие со случайной гипотезой. Более поздняя работа с использованием астеросейсмологии предполагает, что может быть выравнивание более массивных звезд ( Корсаро и др., 2017 ). Однако даже если оси вращения (и, следовательно, предположительно большинство орбит планет) звезд в скоплениях совпадают, нет очевидной причины, по которой каждое скопление должно иметь один и тот же вектор углового момента. Когда скопления в конечном итоге рассеются в поле, они , предположительно, образуют псевдослучайное распределение?

За исключением того, что, если галактические приливы или крупномасштабное галактическое магнитное поле сыграли роль в формировании направления углового момента облаков, которые сформировали скопления. Возможно ли, чтобы какое-то мировоззрение сохранялось до старости? Корсаро и др. утверждают, что взаимодействий внутри скопления недостаточно, чтобы «перепутать» угловой момент после завершения звездообразования. Тесные взаимодействия между звездами становятся гораздо менее вероятными после того, как они выходят из скопления в поле. Интригующая работа Риса и Зейлстры (2013 г.)обнаружил, что существуют доказательства неслучайного распределения ориентации биполярных планетарных туманностей по направлению к галактической выпуклости. Это предполагало, что орбитальные угловые моменты двойных систем, ответственные за биполярную форму туманностей, были ориентированы в галактической плоскости. Результат очень статистически значим, но, насколько мне известно, за ним не следили, несмотря на его очевидные последствия для оценок транзитных выходов экзопланетных обзоров.

Я думаю, что будет намного лучший ответ на этот вопрос, когда у нас будут поиски экзопланет по всему небу качества спутника Кеплера (основной обзор Кеплера был в одном конкретном направлении). Должно стать очень очевидным, если есть изменения выхода планет в зависимости от положения неба (хотя вы также должны контролировать типы наблюдаемых звезд), связанные с любым крупномасштабным выравниванием. Может быть, в полях Кеплера К2, снятых в позициях вокруг эклиптики, достаточно информации - я не видел никакого анализа. Однако такие данные наверняка станут доступны с запуском спутника NASA TESS в 2018 году.

Предположение о случайных ориентациях является разумным. Одной из причин, по которой экзопланеты не были обнаружены в 1980-х годах, было ожидание того, что большинство солнечных систем будут такими же, как наша, с большими планетами на большом расстоянии, что сделает транзиты редкими, нечастыми и трудными для обнаружения.

Горячие Юпитеры изменили это. Большинство планет, обнаруженных Кеплером, находятся очень близко к своей родительской звезде. Это означает, что для наклона оси вращения относительно Солнечной системы не требуется большого совпадения. Осевой наклон от 80 до 90 градусов позволил бы пройти через многие из обнаруженных систем.

Это учитывается при оценке числа звезд с планетами и делается вывод, что почти все солнцеподобные звезды имеют планетные системы. Кеплер может обнаружить только часть из них, но он исследует так много звезд, что нашел большое количество планетных систем. Но у большинства наблюдаемых звезд не было транзита. Экстраполируя его открытия, мы должны заключить, что основная причина того, что мы не обнаруживаем планеты вокруг других звезд, связана с наклоном экзопланетных систем.

Для анализа вероятностей, связанных с транзитом экзопланет, вы можете обратиться к «Вероятности транзита для звезд с ограничениями звездного наклона».