¿Qué porcentaje de planetas están en la posición en que podrían verse desde la Tierra? (y por lo tanto capaz de sufrir tránsitos)

El número de estrella 12644769 del Catálogo de entradas de Kepler se identificó como un binario eclipsante con un período de 41 días, a partir de la detección de sus eclipses mutuos (9). Los eclipses ocurren porque el plano orbital de las estrellas está orientado casi de borde como se ve desde la Tierra . Durante los eclipses primarios, la estrella más grande, denominada "A", está parcialmente eclipsada por la estrella más pequeña "B", y el flujo del sistema disminuye en aproximadamente un 13%

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

Sin embargo, aquí está la cosa: de todas las configuraciones posibles de borde, hay muchas más configuraciones en las que un planeta nunca puede estar en posición de borde, en lugar de configuraciones en las que un planeta podría estar en la posición de borde. . (Supongo que ocurre en menos de uno en varios cientos de casos)

Entonces, ¿por qué podemos observar tantos tránsitos?

¡Porque hay tantos planetas por ahí!

Simplemente sucede que hay una página web completa dedicada a calcular esa respuesta .

Los tránsitos solo se pueden detectar si la órbita planetaria está cerca de la línea de visión (LOS) entre el observador y la estrella. Esto requiere que el polo orbital del planeta esté dentro de un ángulo de (parte 1 de la figura a continuación) medido desde el centro de la estrella y perpendicular al LOS, donde es el diámetro estelar (= 0.0093 AU para el Sol) y es el radio orbital del planeta.$d_*/a$$d_{*}$$a$

Esto es posible para todos los ángulos alrededor del LOS, es decir, para un total de esteradianos de las posiciones de los polos en la esfera celeste (parte 2 de la figura).$2\pi$$4\pi d_*/2a$

Por lo tanto, la probabilidad geométrica de ver un tránsito para cualquier órbita planetaria aleatoria es simplemente (parte 3 de la figura) ( Borucki y Summers, 1984 , Koch y Borucki, 1996 ).$d_*/2a$

Para la Tierra y Venus, esto es 0.47% y 0.65% respectivamente (ver la Tabla anterior). Debido a que los tránsitos de pastoreo no se detectan fácilmente, se ignoran aquellos con una duración inferior a la mitad de un tránsito central. Dado que un acorde igual a la mitad del diámetro está a una distancia de 0.866 del radio desde el centro de un círculo, los tránsitos utilizables representan el 86.6% del total. Si otros sistemas planetarios son similares a nuestro sistema solar en el sentido de que también contienen dos planetas del tamaño de la Tierra en órbitas internas, y dado que las órbitas no son coplanares dentro de , se pueden agregar las probabilidades. Por lo tanto, aproximadamente de las estrellas similares al sol con planetas deberían mostrar tránsitos del tamaño de la Tierra.$2d_*/D$$0.011 \times 0.866$ $= 1\%$

Eso es bastante increíble! ¡Kepler ha estado allí por un corto tiempo y tiene una posible lista de casi 2000 planetas que solo miran alrededor de 150,000 estrellas durante solo un par de años! Entonces, si solo el 1% transita estadísticamente, eso significaría que solo al azar 1500 sistemas tendrían la orientación correcta ( dados los resultados hasta la fecha, eso tiene sentido ). Y dado que alrededor de 7500 estrellas fueron eliminadas de consideración debido a que son variables de un tipo u otro ... Creo que sería bastante seguro decir que casi todas las estrellas tienen al menos algún tipo de cuerpo planetario a su alrededor.

La respuesta proviene del número de estrellas examinadas por cada método. Kepler en la primera parte de su misión examinó 150,000 estrellas. Después de la misión extendida, ha examinado 503.506 https://en.wikipedia.org/wiki/Kepler_space_telescope . Kepler miraba un parche de cielo a la vez que medía el brillo de muchas decenas de miles de estrellas a la vez. La nueva misión satelital TESS examinará alrededor de 200,000 estrellas.

El método de velocidad radial tiene que tomar medidas repetidas de cada estrella candidata y luego pasar a la siguiente. Para las estrellas brillantes, la exposición puede ser de 2 minutos, mientras que las estrellas más débiles de 10 minutos más o menos ... El instrumento HARPS utiliza la mayoría de las noches disponibles en un telescopio de clase 4m. El catálogo inicial de candidatos de HARPS fue 376 https://phys.org/news/2011-09-exoplanets-harps.htmlstars . Esto se ha ampliado y cambiado a lo largo de los años. Hay varias otras búsquedas importantes de velocidad radial. Sus listas se superponen así que, en general, están comprobando 5.000 estrellas Una estimación personal).

Estas 2 técnicas son bastante comparables, ya que ambas son más sensibles al cierre en los planetas. Entonces, la diferencia en el número de plantas encontradas se debe a que las encuestas de tránsito examinan estrellas más que suficientes para superar la baja probabilidad de detectar un planeta que transita por la estrella anfitriona.

Las otras técnicas para encontrar exoplanetas favorecen la búsqueda de diferentes tipos de planetas. Por ejemplo, la microlente tiende a encontrar planetas de alta masa sobre la distancia de Júpiter desde su estrella. De los millones de estrellas que verifican la microlente, aproximadamente 3.000 (ahora, mucho menos en las primeras búsquedas) muestran microlente en un año, de estos solo 10 tienen las firmas de los planetas. Por lo general, lleva aproximadamente un año modelar cada evento ... por lo que se encuentran relativamente pocos planetas.

• Método número de estrellas examinadas número de planetas encontrados
• Tránsitos 500,000+ 3126
• Velocidad radial 5,000 778
• Microlensing 100's estimado 84
• Imagen directa 100 conjetura 47
• Astrometría 10 supongo 1

ver https://exoplanets.nasa.gov/alien-worlds/ways-to-find-a-planet/ las estimaciones de la cantidad de estrellas son mis estimaciones.