Estimaciones para planetas "indetectables" en sistemas extrasolares

Hasta donde he podido determinar, parece que hay algunas limitaciones significativas en nuestra capacidad para detectar exoplanetas que están por debajo de ciertos tamaños o más allá de ciertas distancias desde sus estrellas.

Parece que Urano y Neptuno son tan pequeños como podemos detectar a menos que el planeta esté relativamente cerca de su estrella, y la Tierra esté cerca del límite inferior de tamaño que podemos detectar, independientemente de la proximidad a la estrella.

En otras palabras, nuestro sesgo hacia la detección de planetas grandes y planetas cercanos a sus estrellas, significa que he podido encontrar datos razonablemente buenos sobre cuántos de esos tipos de planetas están generalmente presentes en un sistema. Pero como parece que no podemos decir (por observación directa) cuántos planetas pequeños están generalmente presentes en un sistema, o cuántos planetas están presentes que están demasiado lejos de su estrella para que podamos detectarlos, estoy luchando por encontrar datos sobre cuántas plantas de esos tipos son comunes en los sistemas planetarios.

Por ejemplo: nuestro sistema tiene 8 planetas, 4 rocosos, 2 gigantes de gas, 2 gigantes de hielo. Pero lo más probable es que si estuviéramos observando (con la tecnología actual) nuestro propio sistema solar desde algún otro sistema solar, probablemente solo veríamos de 2 a 6 de ellos. Seguramente veríamos a Júpiter y Saturno, y casi seguro que NO veríamos a Mercurio o Marte (son demasiado pequeños), Venus y la Tierra "podrían estar" lo suficientemente cerca del sol como para que podamos verlos a pesar de que están en el extremo pequeño de lo que podemos detectar, y Urano y Neptuno también "podrían" ser detectables, a pesar de que son pequeños para su distancia del sol.

Mi pregunta específica: ¿Cuántos planetas hay en un sistema planetario 'normal' o 'promedio', según las mejores teorías científicas de la humanidad disponibles hasta ahora? (más allá de lo que simplemente podemos detectar). En otras palabras, ¿dónde puedo encontrar conjuntos de datos de investigación científica razonables, modelos, estimaciones, teorías, evidencia, etc. , que describan la probabilidad de planetas "indetectables" (o muy difíciles de detectar)? estar presente en un sistema planetario?

Esta es mi primera pregunta sobre el intercambio de pila de Astronomía, así que por favor sea amable, pero no dude en proporcionar una crítica constructiva si estoy haciendo algo mal.

— Dalila
fuente

Como observa, todos nuestros métodos de detección de planetas están sesgados hacia la búsqueda de planetas grandes en órbitas cercanas alrededor de estrellas pequeñas. El sistema solar como el nuestro, con una estrella de tamaño mediano, planetas pequeños en órbitas de ~ 1 año y planetas grandes en órbitas distantes, son mucho más difíciles de identificar (imposible en las escalas de tiempo que hemos estado observando hasta ahora). Sabemos que los sistemas solares a diferencia del nuestro son razonablemente comunes, pero AFAIK realmente no podemos decir que los sistemas solares como el nuestro no sean aún más comunes.

— Antlersoft

@RobJeffries Gracias por el aviso. La mayoría de los signos de interrogación están en un esfuerzo por explicar qué tipo de información espero, no pretenden ser preguntas separadas en sí mismas. Reorganicé la publicación y agregué un resumen final con un intento de redactar la pregunta única real. Si tiene sugerencias para mejorar la pregunta, hágamelo saber.

— Dalila

RobJeffries tiene razón. Es posible que no se dé cuenta de esto, pero esta es una gama extremadamente amplia de temas. Todos los métodos de detección tienen otros sesgos para analizar, y eso requeriría una conferencia completa. Mejor google "corrección de sesgo de detección de exoplanetas". Por ejemplo, derivar y corregir el sesgo de tránsito es relativamente simple, mientras que para planetas de velocidad radial ya no lo es.

— AtmosphericPrisonEscape

Siempre me molesta que solo se publiquen resultados positivos. A veces, los "resultados nulos" en los que podríamos haber detectado algo también pueden ser útiles para la comprensión.

— Jack R. Woods,

@ JackR.Woods: Hay que distinguir entre publicación científica y publicación periodística. En la literatura científica se publican resultados nulos, incluso la comparación de los sesgos de detección con lo que la teoría diría sería imposible sin esos.

— AtmosphericPrisonEscape

Esta es una respuesta parcial. Es parcial porque esta es un área activa de investigación, con este mismo tema como una de las preguntas principales, en segundo lugar, solo he perseguido las estimaciones de un método; microlente, porque este método no está sesgado hacia planetas grandes (en tamaño y masa) en órbitas cercanas alrededor de estrellas pequeñas.

El método de microlente está sesgado hacia planetas más masivos en Júpiter como órbitas, es decir, planetas fríos. Está sesgado hacia planetas distantes sobre estrellas mucho más cercanas hacia el centro galáctico. Esto es importante porque las estrellas allí tienen concentraciones más bajas de elementos pesados que necesitan hacer planetas. Es igualmente sensible a los planetas alrededor de todo tipo de estrellas, e incluso a los planetas flotantes libres. Puede detectar planetas masivos hasta la Tierra.

Aquí hay un enlace a un resumen técnico del método. La parte que está en el más interesado es la sección 4.1.3 páginas 23. Búsquedas Microlensing de exoplanetas Yiannis Tsapras Este documento cartel tiene una parcela resumen de la figura 3 de las tasas de incidencia de planetas de diversos métodos cartel: la frecuencia Planeta de microlentes observaciones Arnaund Caasan También hay una Enlace a un archivo de documentos sobre el tema: Archivo de la NASA: Documentos de tasa de ocurrencia de planetas

Hago un resumen rápido de los resultados principales: (perspectiva de microlente). Estimando los sesgos, combinados con las detecciones reales, es posible estimar (o poner límites a) los números de planetas y cómo la certeza depende de la masa, la distancia desde la estrella. Línea de nieve == distancia de la estrella donde el agua permanece congelada. En nuestro sistema solar es entre Marte y Júpiter. Las lunas de Júpiter tienen mucho hielo. Dimmer stars está más cerca. 1 AU = distancia Tierra-Sol

El número de planetas más allá de la línea de nieve (Júpiter y más allá en nuestro sistema solar) es 7 veces mayor que cerca de los planetas calientes. En el rango de distancia 0.5 a 10 Au del 20% de las estrellas tienen Júpiter. El 50% tiene Neptunes, el 60% tiene súper tierras. Hay muchas estrellas con más de un planeta. Entonces, hay aproximadamente un planeta por cada estrella en la galaxia. ¡Al menos!. Aproximadamente 1/6 de las estrellas con planetas tienen un análogo solar (planetas masivos como Júpiter y Saturno con espacio para pequeños planetas rocosos cercanos).

— TazAstroSpacial
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