Dış gezegenlere ev sahipliği yapan üçlü yıldız sistemlerinin istatistiksel olasılığının araştırılması

Üçlü yıldız sistemlerinde ötegezegenleri aramak neden önemlidir ve orada kaç tane bulabiliriz? Yakın zamanda yapılan bir çalışmanın kabul ettiği şey budur. Astrofizik ve Uzay Bilimi Arlington’daki Texas Üniversitesi’nden bir çift araştırmacının, dış gezegenlere ev sahipliği yapan üçlü yıldız sistemlerinin istatistiksel olasılığını araştırmasının ardından bu konuyu ele almayı umuyoruz. Bu çalışma, araştırmacıların üçlü yıldız sistemlerinin oluşumunu, evrimini ve bildiğimiz şekliyle yaşama ev sahipliği yapmaya uygun olup olmadıklarını daha iyi anlamalarına yardımcı olma potansiyeli taşıyor.

Araştırma yayınlandı üzerinde arXiv ön baskı sunucusu.

Burada Universe Today, Arlington’daki Texas Üniversitesi’nde fizik profesörü ve çalışmanın baş yazarı olan Dr. Manfred Cuntz ile çalışmanın arkasındaki motivasyon, en önemli sonuçlar, üçlü çalışmanın önemi hakkında bu inanılmaz araştırmayı tartışıyor. yıldız sistemleri ve üçlü yıldız sistemlerinde dış yaşam bulma olasılığı.

Çalışmanın arkasındaki motivasyon neydi?

Dr. Cuntz Universe Today’e şunları söylüyor: “Yaş ve metaliklik (yani, ağır elementlerin miktarı = hidrojen ve helyum dışındaki elementler) yıldızların temel özellikleridir; bu tüm yıldızlar için geçerli olan bir ifadedir. Çoğu yıldızın (güneş hariç) göz önüne alındığında Yüksek dereceli sistemlerin üyeleri olduğundan, üçlü yıldız sistemlerindeki yıldızların incelenmesi, tek yıldızlara odaklanan araştırmanın doğal bir uzantısıdır.”

Araştırma için araştırmacılar, her bir sistemdeki dış gezegenlerin sayısı 1 ila 5 arasında değişen, geçmiş araştırmalara dayanarak toplam 27 doğrulanmış dış gezegen içeren üçlü yıldız sistemlerinin hem yaşları hem de metaliklikleri ile ilgili istatistiksel bir analiz gerçekleştirdiler. Hata payı olan üçlü yıldız sisteminin yaşı 20 milyon yıl ile 7,2 milyar yıl arasında değişiyordu. Bağlam açısından, güneşimizin yaşının 4,6 milyar yıldan biraz daha fazla olduğu tahmin ediliyor.

Yıldız sistemlerinin metallikleri hata marjlarıyla birlikte -0,59 ile +0,56 arasında değişiyordu; bu genellikle demirin hidrojene (Fe/H) oranına göre hesaplanır ve aynı zamanda X + Y + Z denklemiyle de hesaplanır. =1, X hidrojenin fraksiyonu, Y helyumun fraksiyonu ve Z diğer her şey (yani karbon, oksijen, silikon, demir, vb.).

Bu değerler -4,5 ile +1,0 arasında değişir; yıldızlar 0, -1, 0’dan büyük ve 0’dan küçük gösterir; bu, bir yıldızın demir bolluğunun güneşimize eşit olduğunu, yani güneşimizin demir bolluğunun onda biri kadar olduğunu gösterir. metal içeriği sırasıyla güneşimizden ve daha az metal içeriğine sahiptir.

Bu çalışmadan elde edilen en önemli sonuçlar nelerdi?

Dr. Cuntz, Universe Today’e “Son derece önemli iki sonuç tespit edildi” dedi. “Öncelikle, üçlü yıldız sistemlerindeki yıldızlar ortalama olarak güneşe yakın bölgede yer alan yıldızlardan belirgin şekilde daha gençtir. En makul açıklama, bu sistemlerdeki (daha az zaman harcayan) gezegeni barındıran yıldızların nispeten yüksek kütlesi nedeniyle olası bir çift seçilim etkisidir. düşük kütleli yıldızlara göre ana dizide) ve üçlü yıldız sistemlerindeki gezegenlerin uzun vadede yörüngesel olarak kararsız olabileceği.

“Bu yıldızların yıldız metaliklikleri ortalama olarak güneşe benzer; ancak, sınırlı miktarda veri nedeniyle, bu sonuç, gezegenleri olan yıldızların metal açısından zengin olma eğiliminde olduklarına dair önceki bulguyla tutarlı değildir; çünkü çıkarılan metaliklik dağılımı şu şekildedir: nispeten geniş.”

İlgili üçlü yıldız sistemlerine olan mesafeler Dünya’dan 4,3 ila 1.870 ışıkyılı arasında değişmektedir, ancak 27 üçlü yıldız sisteminden yalnızca 6’sı 100 ışıkyılı uzaklıkta bulunmaktadır. Bu altı üçlü yıldız sistemi arasında Alpha Centauri (4,3 ışık yılı), Epsilon Indi (11,9 ışık yılı), LTT 1445 (22,4 ışık yılı), Gliese 667 (23,6 ışık yılı), 94 Ceti (73,6 ışık yılı) bulunmaktadır. ve Psi1 Draconis (74,5 ışıkyılı), her bir sistem içindeki toplam dış gezegen sayısı (parantez içinde belirtilen dış gezegen adaylarıyla birlikte) sırasıyla 3 (2), 1, 1, 2 (1), 1 ve 1’dir.

Bağlam açısından, Eylül 2024 itibarıyla evrenimizdeki onaylanmış dış gezegen sistemlerinin toplam sayısı 4.300’den fazladır ve bu sayı neredeyse 5.800 ötegezegeni kapsamaktadır.

Dış gezegenlere ev sahipliği yapan az sayıda üçlü yıldız sistemine rağmen üçlü yıldız sistemlerini araştırmanın önemi nedir?

Dr. Cuntz, Universe Today’e şunları söylüyor: “Yıldızların çoğu (güneş hariç), yüksek dereceli sistemlerin, özellikle de ikili sistemlerin üyeleridir ve daha az yaygın durumlarda, üçlü yıldız sistemleri ve daha da yüksek dereceli sistemlerdir.

“Bu nedenle, üçlü yıldız sistemlerinin barındırdığı gezegenlerin incelenmesi, tek yıldızların etrafındaki gezegenlere odaklanan standart yaklaşımın doğal bir uzantısıdır. Mevcut çalışma, aynı zamanda barındırdığı bilinen üçlü yıldız sistemlerindeki yıldızların bazı özelliklerine odaklanmaktadır ( a) gezegen(ler) — nispeten nadir bir ortam. Mevcut çalışmanın önemi, yıldız-gezegen sistemlerine ilişkin genel anlayışımızı genişletmektir.”

Alpha Centauri için, ötegezegen Proxima Centauri b’nin karasal (kayalık) olduğu, hem yarıçap hem de kütle bakımından yaklaşık olarak Dünya boyutunda olduğu ve onu oluşturan yıldızlardan biri olan Proxima Centauri’nin yaşanabilir bölgesi (HZ) içinde yörüngede döndüğü doğrulandı. Alpha Centauri üçlü yıldız sistemi.

Kendi yıldızının HZ’si içinde dönen diğer tek karasal ötegezegen, kütlesi ve yarıçapı Dünya’dan daha büyük olan ve onu süper Dünya olarak tanımlayan Gliese 667 Cc’dir.

Dış gezegenlere sahip az sayıda üçlü yıldız sistemi ve HZ’lerinde yörüngede dönen karasal dış gezegenlere ev sahipliği yapan daha da az sayıda üçlü yıldız sistemi göz önüne alındığında, üçlü yıldız sistemlerinde dış yaşam bulma olasılığı nedir?

Dr. Cuntz, Universe Today’e “Yaşamın var olduğundan emin olduğumuz tek gezegen Dünya’dır” dedi. “Ancak, onlarca yıldır süren kararlı çalışmalar sırasındaki hem gözlemsel hem de teorik çalışmalar sayesinde bilim insanları, dış yaşamın neredeyse kesin olarak gerçek olduğuna ikna oldular. Bu ifade aynı zamanda üçlü yıldız sistemlerindeki gezegenler için de geçerli olmalıdır.

“Ancak, bu gezegenler tipik olarak nispeten değişken çevresel zorlamalara (örneğin, yıldız bileşenleri tarafından alınan değişken miktarlarda radyasyon) maruz kalır; bu durumun gelişmiş yaşam formlarının olasılığını azaltması beklenir, ancak yine de mikrobiyal yaşama, özellikle de ekstremofillere izin vermesi gerekir.”

Onaylanan ötegezegenlerin sayısı artmaya devam ettikçe, ötegezegenlere ev sahipliği yapan üçlü yıldız sistemlerinin de doğrulanan sayısı artmaya devam edecek. Bilim kurgu hayranları çok yıldızlı sistemler hakkında okuduğunda akıllarına hemen “Yıldız Savaşları: Yeni Bir Umut”taki Luke Skywalker’ın ufukta iki yıldızın batışını izlediği ikonik sahne geliyor.

Tatooine insanlar ve diğer ilginç yaşam formları için yaşanabilir olsa da, Proxima Centauri b’nin şu anda Dünya’dan 100 ışıkyılı uzaklıkta HZ’sinde yörüngede dönen tek Dünya benzeri ötegezegen olmasının gösterdiği gibi, gerçek dünyada durum böyle olmayabilir.

Bu nedenle bilim insanları üçlü yıldız sistemlerinde yaşam bulma konusunda ne gibi kısıtlamalar getirmelidir? Bunun yerine, “Avatar” filmi, Alpha Centauri sistemi içindeki çok daha büyük bir ötegezegenin yörüngesinde dönen yarı yaşanabilir ay Pandora’yı tasvir ettiği gibi, onların uydularını mı incelememiz gerekiyor? Dış gezegenlere sahip üçlü yıldız sistemleri bugün istatistiklerin gösterdiği kadar nadir midir?

Dr. Cuntz, Universe Today’e “Dünya gezegeni dışında yaşam arayışı büyüleyici bir konu olmaya devam ediyor” dedi. “Devam eden ve gelecekteki uzay görevlerine verilen siyasi ve toplumsal destek son derece takdire şayandır. Biz bilim insanları olarak, dünyanın her yerindeki, özellikle de ABD’deki vergi mükelleflerinin devam eden desteğine minnettarız.”