Schätzungen für "nicht nachweisbare" Planeten in extrasolaren Systemen

Soweit ich feststellen konnte, scheint es einige erhebliche Einschränkungen in unserer Fähigkeit zu geben, Exoplaneten zu erkennen, die unter einer bestimmten Größe oder über einer bestimmten Entfernung von ihren Sternen liegen.

Es scheint, dass Uranus und Neptun ungefähr so ​​​​klein sind, wie wir erkennen können, es sei denn, der Planet befindet sich relativ nahe an seinem Stern, und die Erde befindet sich nahe der unteren Größengrenze, die wir erkennen können, unabhängig von der Nähe zum Stern.

Mit anderen Worten, unsere Neigung, große Planeten und Planeten in der Nähe ihrer Sterne zu entdecken, bedeutet, dass ich ziemlich gute Daten darüber finden konnte, wie viele dieser Arten von Planeten im Allgemeinen in einem System vorhanden sind. Aber da wir anscheinend (durch direkte Beobachtung) nicht sagen können, wie viele kleine Planeten im Allgemeinen in einem System vorhanden sind oder wie viele Planeten vorhanden sind, die einfach zu weit von ihrem Stern entfernt sind, als dass wir sie erkennen könnten, habe ich Mühe, sie zu finden Daten darüber, wie viele Pflanzen dieser Art in Planetensystemen verbreitet sind.

Zum Beispiel: Unser System hat 8 Planeten, 4 Felsriesen, 2 Gasriesen, 2 Eisriesen. Aber die Chancen stehen gut, dass wir, wenn wir (mit der aktuellen Technologie) unser eigenes Sonnensystem von einem anderen Sonnensystem aus beobachten würden, wahrscheinlich nur 2 bis 6 von ihnen sehen würden. Wir würden mit ziemlicher Sicherheit Jupiter und Saturn sehen, und wir würden mit ziemlicher Sicherheit NICHT Merkur oder Mars sehen (sie sind einfach zu klein), Venus und Erde "könnten" nahe genug an der Sonne sein, damit wir sie sehen können, obwohl sie sind am kleinen Ende dessen, was wir erkennen können, und Uranus und Neptun "könnten" auch erkennbar sein, obwohl sie für ihre Entfernung von der Sonne ziemlich klein sind.

Meine spezielle Frage: Wie viele Planeten gibt es nach den besten bisher verfügbaren wissenschaftlichen Theorien der Menschheit in einem „normalen“ oder „durchschnittlichen“ Planetensystem? (über das hinaus, was wir einfach erkennen können.) Mit anderen Worten, wo kann ich vernünftige wissenschaftliche Forschungsdatensätze, Modelle, Schätzungen, Theorien, Beweise usw. finden , die die Wahrscheinlichkeit von "nicht nachweisbaren" (oder sehr schwer zu erkennenden) Planeten beschreiben Anwesenheit in einem Planetensystem?

Dies ist meine erste Frage zu Astronomy Stackexchange, seien Sie also bitte sanft, aber zögern Sie nicht, konstruktive Kritik zu äußern, wenn ich etwas falsch mache.

Wie Sie bemerken, sind alle unsere Methoden zur Planetenerkennung darauf ausgerichtet, große Planeten in engen Umlaufbahnen um kleine Sterne zu finden. Sonnensysteme wie unseres, mit einem mittelgroßen Stern, kleineren Planeten in ~1-Jahres-Umlaufbahnen und großen Planeten in entfernten Umlaufbahnen, sind viel schwerer zu identifizieren (unmöglich auf den Zeitskalen, die wir bisher beobachtet haben). Wir wissen, dass Sonnensysteme im Gegensatz zu unserem ziemlich häufig sind, aber AFAIK können wir nicht wirklich sagen, dass Sonnensysteme wie unseres nicht noch häufiger sind.
@RobJeffries Danke für den Hinweis. Die meisten Fragezeichen sollen erklären, welche Art von Informationen ich erhoffe, sie sind nicht als eigenständige Fragen gedacht. Ich habe den Beitrag neu geordnet und eine abschließende Zusammenfassung mit einem Versuch hinzugefügt, die eigentliche einzelne Frage zu formulieren. Wenn Sie Vorschläge zur weiteren Verbesserung der Frage haben, lassen Sie es mich bitte wissen.
RobJeffries hat Recht. Das ist Ihnen vielleicht nicht bewusst, aber dies ist ein extrem breites Themenspektrum. Jede Nachweismethode hat andere Vorurteile, um diese zu diskutieren, würde eine ganze Vorlesung dauern. Besser Google "Exoplanet Detection Bias Correction". Zum Beispiel ist es relativ einfach, den Transit-Bias abzuleiten und zu korrigieren, während dies bereits für Radialgeschwindigkeitsplaneten nicht der Fall ist.
@AtmosphericPrisonEscape Wow, das war ein unglaublich hilfreicher Suchvorschlag. Ein paar gute Beispiele aus dieser Suche in Form einer Antwort wären wahrscheinlich die Antwort gewesen (und könnten es immer noch sein), die ich akzeptiert habe
@RobJeffries besser?
@RobJeffries In der aktuellen Form der Frage sehe ich nur eine einzige. Obwohl es als zu allgemein angesehen werden könnte, denke ich, dass es das noch nicht ist (was die derzeit akzeptierte realistischste Schätzung sagt, ich denke, es ist klar genug).
Mich stört immer, dass nur positive Ergebnisse veröffentlicht werden. Manchmal können auch "Null-Ergebnisse", bei denen wir etwas hätten erkennen können, zum Verständnis hilfreich sein.
@JackR.Woods: Man muss zwischen wissenschaftlicher und journalistischer Veröffentlichung unterscheiden. In der wissenschaftlichen Literatur werden Nullergebnisse veröffentlicht, selbst der Vergleich von Erkennungsverzerrungen mit dem, was die Theorie sagen würde, wäre ohne diese unmöglich.
Ich denke, es gibt zwei Ansätze, um eine sehr grobe Schätzung vorzunehmen. Die Mehrheit der Sonnensysteme, die Kepler sich genau angesehen hat, sind nah, basierend darauf, wo die meisten Planeten gefunden wurden. en.wikipedia.org/wiki/Exoplanet#/media/… Wenn Sie von hier: en.wikipedia.org/wiki/… in eine Tabelle herunterladen und nach Entfernung filtern möchten, erhalten Sie möglicherweise eine ungefähre Vorstellung von einer niedrigen Schätzung. Ich würde dies zu einer Antwort machen, wenn mein Excel funktioniert und wenn ich die Zeit hätte, es auszuarbeiten.

Antworten (1)

Dies ist eine Teilantwort. Es ist teilweise, weil dies ein aktives Forschungsgebiet ist, mit genau diesem Thema als einer der Hauptfragen, zweitens habe ich nur die Schätzungen einer Methode verfolgt; Mikrolinsen, da diese Methode nicht auf große (in Größe und Masse) Planeten in engen Umlaufbahnen um kleine Sterne ausgerichtet ist.

Die Mikrolinsenmethode ist auf massereichere Planeten in jupiterähnlichen Umlaufbahnen ausgerichtet, dh auf kalte Planeten. Es ist in Richtung entfernter Planeten über Sterne voreingenommen, die viel näher am galaktischen Zentrum liegen. Das ist wichtig, weil Sterne dort geringere Konzentrationen an schweren Elementen haben müssen, um Planeten zu bilden. Es ist gleichermaßen empfindlich für Planeten um alle Arten von Sternen und sogar für frei schwebende Planeten. Es kann Planeten bis zur Erdmasse erkennen.

Hier ist ein Link zu einer technischen Zusammenfassung der Methode. Der Teil, der Sie am meisten interessiert, ist Abschnitt 4.1.3, Seite 23. Mikrolinsen-Suche nach Exoplaneten Yiannis Tsapras Dieses Posterpapier enthält ein zusammenfassendes Diagramm Abb. 3 der Häufigkeit des Auftretens von Planeten aus verschiedenen Methoden Poster: Planetenhäufigkeit aus Mikrolinsen-Beobachtungen Arnaund Caasan Es gibt auch a Link zu einem Archiv mit Artikeln zu diesem Thema: NASA-Archiv: Planet Occurrence Rate Papers

Ich mache eine kurze Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse: (Mikrolinsen-Perspektive). Durch das Abschätzen der Verzerrungen in Kombination mit tatsächlichen Detektionen ist es möglich, die Anzahl der Planeten abzuschätzen (oder zu begrenzen) und wie das Auftreten von der Masse und der Entfernung vom Stern abhängt. Schneegrenze == Entfernung vom Stern, wo das Wasser gefroren bleibt. In unserem Sonnensystem liegt er zwischen Mars und Jupiter. Jupiters Monde haben viel Eis. Dimmersterne, das ist näher. 1 AE = Erde-Sonne-Abstand

Die Anzahl der Planeten jenseits der Schneegrenze (Jupiter und darüber hinaus in unserem Sonnensystem) ist 7-mal größer als die nahe bei heißen Planeten. Im Entfernungsbereich 0,5 bis 10 Au haben 20 % der Sterne Jupiter. 50 % haben Neptune, 60 % haben Supererden. Es gibt viele Sterne mit mehr als einem Planeten. Es gibt also ungefähr einen Planeten für jeden Stern in der Galaxie. Mindestens!. Etwa 1/6 der Sterne mit Planeten haben ein solares Analogon (massive Planeten wie Jupiter und Saturn mit Platz für kleine felsige Planeten in der Nähe).

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