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

¡Porque hay tantos planetas ahí fuera!

Da la casualidad de 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$d_*/a$(parte 1 de la figura a continuación) medido desde el centro de la estrella y perpendicular al LOS, donde$d_{*}$es el diámetro estelar (= 0.0093 AU para el Sol) y$a$es el radio orbital del planeta.

Esto es posible para todos$2\pi$ángulos sobre la LOS, es decir, para un total de$4\pi d_*/2a$estereorradianes de posiciones polares en la esfera celeste (parte 2 de la figura).

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

Para la Tierra y Venus esto es 0,47% y 0,65% respectivamente (ver Tabla anterior). Debido a que los tránsitos rasantes no se detectan fácilmente, aquellos con una duración inferior a la mitad de un tránsito central se ignoran. Dado que una cuerda igual a la mitad del diámetro está a una distancia de 0,866 del radio del centro de un círculo, los tránsitos aprovechables representan el 86,6% del total. Si otros sistemas planetarios son similares a nuestro sistema solar en que también contienen dos planetas del tamaño de la Tierra en órbitas internas, y dado que las órbitas no son coplanarias dentro$2d_*/D$, se pueden sumar las probabilidades. Así, aproximadamente$0.011 \times 0.866$ $= 1\%$de las estrellas de tipo solar con planetas deberían mostrar tránsitos del tamaño de la Tierra.

¡Eso es jodidamente increíble! Kepler ha estado allí por poco tiempo y tiene una lista posible de casi 2000 planetas que solo observan alrededor de 150,000 estrellas durante solo un par de años. Entonces, si solo el 1% transita estadísticamente, eso significaría que solo 1500 sistemas al azar tendrían la orientación correcta ( dados los resultados hasta la fecha, eso tiene sentido ). Y dado que alrededor de 7500 estrellas fueron eliminadas de la 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 viene 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 miró un trozo de cielo a la vez midiendo el brillo de muchas decenas de miles de estrellas a la vez. La nueva misión del satélite TESS examinará unas 200.000 estrellas.

El método de velocidad radial tiene que tomar medidas repetidas de cada estrella candidata y luego pasar a la siguiente. Para estrellas brillantes, la exposición puede ser de 2 minutos, mientras que para estrellas más débiles, de 10 minutos más o menos... El instrumento HARPS utiliza la mayoría de las noches disponibles en un telescopio de clase de 4 m. El catálogo inicial de HARPS de candidatos era 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, por lo que en total están comprobando 5000 estrellas. Una estimación personal).

Estas 2 técnicas son bastante comparables, ya que ambas son más sensibles al cierre de planetas. Entonces, la diferencia en la cantidad de plantas encontradas se debe a que las encuestas de tránsito examinan más que suficientes estrellas para superar la baja probabilidad de detectar un planeta en tránsito por su 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 gran masa aproximadamente a la distancia de Júpiter de su estrella. De los millones de estrellas que buscan microlente, aproximadamente 3.000 (ahora, mucho menos en las primeras búsquedas) muestran microlente en un año, de estas, solo 10 tienen las firmas de los planetas. Por lo general, toma alrededor de 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
• Estimación de microlente 100 84
• Imágenes directas 100 adivinar 47
• Astrometría 10 adivina 1

consulte https://exoplanets.nasa.gov/alien-worlds/ways-to-find-a-planet/ las estimaciones del número de estrellas son mis estimaciones.