Estimaciones de planetas "indetectables" en sistemas extrasolares

Por lo que 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 de 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 está 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 hay generalmente presentes en un sistema, o cuántos planetas están presentes que están demasiado lejos de su estrella para que los detectemos, 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 gaseosos, 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. Es casi seguro que 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 para que los veamos a pesar de que están en el extremo pequeño de lo que podemos detectar, y Urano y Neptuno también "podrían ser" detectables, aunque 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 Astronomy stackexchange, así que sea amable, pero no dude en brindar críticas constructivas si estoy haciendo algo mal.

Como nota, todos nuestros métodos de detección de planetas están orientados a encontrar planetas grandes en órbitas cercanas alrededor de estrellas pequeñas. Un sistema solar como el nuestro, con una estrella de tamaño mediano, planetas más 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 no podemos decir que los sistemas solares como el nuestro no sean aún más comunes.
@RobJeffries Gracias por el aviso. La mayoría de los signos de interrogación son un esfuerzo por explicar qué tipo de información estoy esperando, 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.
RobJeffries tiene razón. Es posible que no esté al tanto de esto, pero esta es una gama extremadamente amplia de temas. Todos los métodos de detección tienen otros sesgos para discutirlos que tomarían 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 los planetas de velocidad radial no lo es.
@AtmosphericPrisonEscape Guau, esa fue una sugerencia de búsqueda increíblemente útil. Un par de buenos ejemplos de esa búsqueda, en forma de respuesta, probablemente habrían sido (y aún podrían ser) la respuesta que acepté.
@RobJeffries mejor?
@RobJeffries En la forma actual de la pregunta, solo veo una. Aunque podría considerarse demasiado amplio, creo que todavía no lo es (lo que dice la estimación más realista actualmente aceptada, creo que está suficientemente claro).
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.
@JackR.Woods: Hay que distinguir entre publicación científica y 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 ellos.
Creo que hay dos enfoques para hacer una estimación muy aproximada. La mayoría de los sistemas solares que Kepler ha observado bien están cerca, según el lugar donde se han encontrado la mayoría de los planetas. en.wikipedia.org/wiki/Exoplanet#/media/… Si desea descargar desde aquí: en.wikipedia.org/wiki/… a una hoja de cálculo y filtrar por distancia, puede obtener una idea aproximada de una estimación baja. Haría de esto una respuesta si mi Excel estuviera funcionando y si tuviera tiempo para resolverlo.

Respuestas (1)

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 perseguí 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 órbitas similares a las de Júpiter, es decir, planetas fríos. Está sesgado hacia planetas distantes sobre estrellas mucho más cercanas al centro galáctico. Esto es importante porque las estrellas allí tienen concentraciones más bajas de elementos pesados ​​necesarios para formar planetas. Es igualmente sensible a los planetas alrededor de todo tipo de estrellas, e incluso a los planetas que flotan libremente. Puede detectar hasta planetas con masa terrestre.

Aquí hay un enlace a un resumen técnico del método. La parte que más le interesa es la sección 4.1.3, páginas 23. Búsquedas de exoplanetas con microlentes Yiannis Tsapras Este póster tiene un diagrama de resumen Fig. 3 de las tasas de ocurrencia de planetas a partir de varios métodos Póster: Frecuencia de planetas a partir de observaciones con microlentes Arnaund Caasan También hay un enlace a un archivo de documentos sobre el tema: Archivo de la NASA: Documentos sobre la tasa de ocurrencia de planetas

Hago un resumen rápido de los principales resultados: (perspectiva de microlente). Estimando los sesgos, combinados con las detecciones reales, es posible estimar (o poner límites) el número de planetas y cómo la ocurrencia depende de la masa, la distancia a la estrella. Línea de nieve == distancia desde la estrella donde el agua permanece congelada. En nuestro sistema solar se encuentra entre Marte y Júpiter. Las lunas de Júpiter tienen mucho hielo. Estrellas más tenues, esto 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 de 0,5 a 10 Au del 20% de las estrellas tienen Júpiter. El 50% tiene Neptunos, el 60% tiene supertierras. Hay muchas estrellas con más de un planeta. Así que hay un planeta por cada estrella de 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 cerca).