Planetární systém Gliese 581 - Gliese 581 planetary system

Planetární systém Gliese 581
Systém Gliese 581 ve srovnání se solárním systémem.jpg
Oběžné dráhy planet v planetárním systému Gliese 581 ve srovnání s oběžnými dráhami sluneční soustavy
Stáří 7–11 miliard let
Umístění Souhvězdí Váh
Správný vzestup 15 h 19 m 26,8250 s
Deklinace −07 ° 43 ′ 20.209 ″
Planetární systém
Populace
Známé hvězdy 1
Známé planety 3–5

Planetární systém Gliese 581 je gravitačně vázaný systém obsahující hvězdu Gliese 581 a objekty, které obíhají IT. Je známo, že systém sestává z nejméně tří planet objevených pomocí metody radiální rychlosti spolu s diskem trosek . Pozoruhodnost systému je způsobena především časnými objevy exoplanetologie , mezi lety 2008 a 2010, možných pozemských planet obíhajících v jeho obyvatelné zóně a relativně těsnou blízkostí systému ke sluneční soustavěve vzdálenosti 20 světelných let. Jeho historie pozorování je však kontroverzní kvůli falešným detekcím a domněnkám a vzhledem k tomu, že metoda radiální rychlosti poskytuje jen málo informací o samotných planetách nad jejich hmotnost.

Předpokládá se, že potvrzené planety jsou umístěny blízko hvězdy s téměř kruhovými drahami. V pořadí podle vzdálenosti od hvězdy jsou to Gliese 581e , Gliese 581b a Gliese 581c . Písmena představují pořadí objevů, přičemž b je první planetou objevenou kolem hvězdy.

Historie pozorování

Hvězda Gliese 581 je známý přinejmenším od roku 1886, kdy byl zařazen do Eduard Schönfeld ‚s jižní Durchmusterung . Prvním oznámením planety kolem hvězdy byl Gliese 581b objevený astronomy na observatoři v Ženevě ve Švýcarsku a na univerzitě v Grenoblu ve Francii. Detekováno v srpnu 2005 a pomocí rozsáhlých dat ze spektrometru ESO / HARPS to byla pátá planeta, která byla objevena kolem červeného trpaslíka. Další pozorování od stejné skupiny, vedla k detekci dalších dvou planet, Gliese 581c a Gliese 581d . Orbitální doba Gliese 581d byla původně považována za 83 dní, ale později byla revidována na nižší hodnotu 67 dní. Revidovaná orbitální vzdálenost by ji postavila na vnější hranice obyvatelné zóny, což je vzdálenost, o které se předpokládá, že za příznivých atmosférických podmínek může na povrchu planetárního tělesa existovat kapalná voda . Odhaduje se, že Gliese 581d přijímá přibližně 30% intenzity světla, které Země přijímá od Slunce. Pro srovnání, sluneční světlo na Marsu má asi 40% intenzity intenzity na Zemi, i když jsou-li v planetární atmosféře přítomny vysoké hladiny oxidu uhličitého , skleníkový efekt by mohl udržovat teploty nad bodem mrazu.

Dalším objevem byla vnitřní planeta Gliese 581e , rovněž pozorovatelnou v Ženevě a využívající data z přístroje HARPS, byla oznámena 21. dubna 2009. Tato planeta s minimální hmotností 1,9 Země byla v té době nejméně masivní potvrzena exoplaneta identifikovaná kolem hvězdy hlavní sekvence.

29. září 2010 astronomové využívající Keckovu observatoř navrhli dvě další planety, Gliese 581f a Gliese 581g , obě na téměř kruhových drahách na základě analýzy kombinace datových souborů z přístrojů HARPS a HIRES . Navrhovaná planeta Gliese 581f byla považována za planetu o hmotnosti Země 7 na 433denní oběžné dráze a příliš studená na to, aby podporovala kapalnou vodu. Kandidátská planeta Gliese 581g přitahovala více pozornosti: jeden z jejích objevitelů, přezdívaný Zarminin svět, se předpokládaná hmotnost Gliese 581g pohybovala mezi 3 a 4 hmotami Země s oběžnou dobou 37 dnů. Vypočítala se orbitální vzdálenost tak, aby byla v obyvatelné zóně hvězdy, ačkoli se očekávalo, že planeta bude přílivově uzamčena s jednou stranou planety vždy obrácenou k hvězdě. V rozhovoru s Lisou-Joy Zgorskim z National Science Foundation byl Steven Vogt dotázán, co si myslí o životních šancích na Gliese 581g. Vogt byl optimistický: „Nejsem biolog, ani nechci hrát v televizi. Osobně, vzhledem k všudypřítomnosti a sklonu života vzkvétat, kdekoli je to možné, řekl bych, že ... šance na život planeta je stoprocentní. O tom téměř nepochybuji. “

Dva týdny po oznámení objevu Gliese 581f a Gliese 581g astronom Francesco Pepe ze Ženevské observatoře uvedl, že při nové analýze 179 měření provedených spektrografem HARPS po dobu 6,5 roku nebyla detekovatelná ani planeta g, ani planeta f a příslušná měření byla zahrnuta v příspěvku nahraném na server předtisků arXiv, přestože dosud nepublikovaný v časopise s recenzemi. Neexistence Gliese 581f byla přijata relativně rychle: ukázalo se, že změny radiální rychlosti, které vedly k nárokovanému objevu Gliese 581f, byly místo toho spojeny spíše s cyklem hvězdné aktivity než s obíhající planetou. Existence planety g přesto zůstala kontroverzní: Vogt v médiích odpověděl, že si stojí za objevem a vyvstaly otázky, zda byl účinek dán spíše předpokládáním kruhových než excentrických oběžných drah nebo použitými statistickými metodami.

Bayesiánská analýza nenalezla žádné jasné důkazy o pátém planetárním signálu v kombinovaném souboru dat HIRES / HARPS, ačkoli jiné studie vedly k závěru, že data podporují existenci planety g, i když se silnými degeneracemi parametrů v důsledku první excentrická harmonická s vnější planetou Gliese 581d.

Za předpokladu, že hluk přítomný v datech koreloval (červený šum spíše než bílý šum), zpochybnil Roman Baluev nejen existenci planety g, ale také Gliese 581d, což naznačuje, že existují pouze tři planety (Gliese 581b, c a e) přítomny.

Dne 27. listopadu 2012 Evropská kosmická agentura oznámila, že kosmická observatoř Herschel objevila pás komety „při 25 ± 12 AU až více než 60 AU“. Musí mít „alespoň 10krát“ tolik komet, kolik má sluneční soustava. To pravděpodobně vylučuje planety s hmotou Saturn nad 0,75 AU. K udržení doplňování pásu komety však může být zapotřebí další (neobjevená) planeta dále, řekněme planeta s hmotností Neptunu v 5 AU.

Odlišná námitka proti existenci Gliese 581d byla nabídnuta ve studii z roku 2014, jejíž autoři tvrdili, že Gliese 581d je „artefakt hvězdné aktivity, který po neúplné korekci způsobí falešnou detekci planety g “. To zůstává kontroverzní, přičemž jeden dokument z roku 2015 souhlasí s analýzou z roku 2014 a druhý s ní nesouhlasí.

Gliese 581

Porovnání velikostí Gliese 581 (vpravo) se Sluncem (vlevo)

Gliese 581 je hvězda spektrálního typu M3V ( červený trpaslík ) asi dvacet světelných let od Země v souhvězdí Váh . Jeho odhadovaná hmotnost je asi třetina hmotnosti Slunce a je to 89. nejbližší známá hvězda ke Slunci.

Gliese 581 je jedním z nejstarších, nejméně aktivních M trpaslíků, jeho nízká hvězdná aktivita je lepší než u většiny planet, které si zachovávají významnou atmosféru a díky sterilizačnímu dopadu hvězdných erupcí.

Planety

Oběžné dráhy na Gliese 581 planetární systém, dle analýzy 2009 bez planety g a f. Na obrázku je Gliese 581c třetí planetou od hvězdy.

Průběžná analýza systému přinesla několik modelů pro orbitální uspořádání systému. V současné době neexistuje shoda a pro řešení dostupných dat radiální rychlosti byly navrženy modely se 3 planetami, 4 planetami, 5 planetami a 6 planetami. Většina z těchto modelů však předpovídá, že vnitřní planety jsou blízko kruhových oběžných drah, zatímco vnější planety, zejména Gliese 581d, pokud by existovaly, jsou na více eliptických oběžných drahách.

Modely obyvatelné zóny Gliese 581 ukazují, že se rozprostírá od přibližně 0,1 do 0,5 AU, přičemž je součástí oběžné dráhy Gliese 581d. První tři planety obíhají blíže ke hvězdě než k vnitřnímu okraji obyvatelné zóny a planety d a g obíhají kolem ní.

Planetární systém Gliese 581
Společník
(v pořadí od hvězdy)
Hmotnost Poloviční osa
( AU )
Oběžná doba
( dny )
Excentricita Sklon Poloměr
E ≥ 1,7 ± 0,2  M 0,02815 ± 0,00006 3,1490 ± 0,0002 0,00–0,06 - -
b ≥15,8 ± 0,3  M 0,04061 ± 0,00003 5,3686 ± 0,0001 0,00–0,03 - -
C ≥5,5 ± 0,3  M 0,0721 ± 0,0003 12,914 ± 0,002 0,00–0,06 - -
g (nepotvrzené) ≥2,2 M 0,13 32 0,00 - -
d (nepotvrzené) 6,98 ± 0,3 M 0,21847 ± 0,00028 66,87 ± 0,13 0,00–0,25 - -
Trosky disku 25 ± 12 AU–> 60 AU 30 ° - 70 ° -

Potvrzené planety

Gliese 581e

Gliese 581e je nejvnitřnější planeta a s minimální hmotností 1,7 hmotností Země je nejméně hmotnou ze všech tří. Objeven v roce 2009, je to také nejnovější potvrzená planeta, která byla objevena v tomto systému. Dokončení oběžné dráhy trvá 3,15 dne. Počáteční analýzy naznačovaly, že oběžná dráha planety je docela eliptická, ale po korekci měření radiální rychlosti na hvězdnou aktivitu nyní data ukazují na oběžnou dráhu.

Gliese 581b

Gliese 581b je nejhmotnější planeta, o které je známo, že obíhá kolem Gliese 581, a byla objevena jako první.

Gliese 581c

Gliese 581c je třetí planeta obíhající kolem Gliese 581. Bylo objeveno v dubnu 2007. Ve své práci z roku 2007 Udry et al. tvrdil, že pokud má Gliese 581c složení zemského typu, měl by poloměr 1,5 R , což by z něj v té době udělalo „nejvíce podobný Zemi ze všech známých exoplanet“. Přímé měření poloměru nemůže být přijata, protože při pohledu ze Země, planeta není tranzitní svou hvězdu. Minimální hmotnost planety je 5,5krát větší než Země. Planeta zpočátku přitahovala pozornost jako potenciálně obyvatelná, i když od té doby byla zlevněna. Odhaduje se, že průměrná povrchová teplota černého tělesa leží mezi -3 ° C (u albeda podobného Venuši ) a 40 ° C (u albeda podobného Zemi), avšak teploty mohou být mnohem vyšší (asi 500 stupňů Celsia) kvůli uprchlému skleníkovému efektu podobnému Venuši . Někteří astronomové se domnívají, že systém mohl podstoupit planetární migraci a Gliese 581c se mohl vytvořit za hranicí mrazu se složením podobným ledovým tělesům, jako je Ganymede . Gliese 581c dokončí celou oběžnou dráhu za necelých 13 dní.

Nepotvrzené planety

Gliese 581g

Gliese 581g, neoficiálně známá jako Zarminův svět, je nepotvrzená (a sporná) exoplaneta, o které se tvrdí, že obíhá v planetárním systému Gliese 581, dvacet světelných let od Země. Byl objeven průzkumem Lop – Carnegie Exoplanet Survey a je to šestá planeta nalezená na oběžné dráze kolem hvězdy (Gliese 581 f bylo zjištěno jako artefakt); jeho existenci však nemohl potvrdit tým průzkumu Evropské jižní observatoře (ESO) / High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) a jeho existence zůstává kontroverzní. Předpokládá se, že je blízko středu obyvatelné zóny své hvězdy . To znamená, že by na svém povrchu mohla udržovat kapalnou vodu - nutnost pro celý známý život -, pokud na planetě existují příznivé atmosférické podmínky.

Gliese 581g údajně detekovali astronomové z průzkumu Lop – Carnegie Exoplanet Survey . Autoři uvedli, že pro snímání planety jsou zapotřebí soubory dat jak z Echelle Spectrometer s vysokým rozlišením (HIRES), tak z HARPS; průzkumný tým ESO / HARPS však nemohl potvrdit jeho existenci. Planeta zůstala nepotvrzena, protože nebylo možné dosáhnout konsensu o její existenci. Další reanalýza našla důkazy pouze pro čtyři planety , ale objevitel Steven S. Vogt s těmito závěry nesouhlasil; další studie Guillema Anglady-Escudé později podpořila existenci planety. V roce 2012 podpořila jeho existenci analýza společnosti Vogt. Nová studie z roku 2014 dospěla k závěru, že šlo o falešně pozitivní nález; v roce 2015 však opětovná analýza údajů naznačila, že by stále mohla existovat. Planeta je považována za přílivově uzamčenou ke své hvězdě. Pokud má planeta hustou atmosféru , může cirkulovat teplo. Skutečná obyvatelnost planety závisí na složení jejího povrchu a atmosféře. Předpokládá se, že má teploty kolem -37 až -11 ° C (-35 až 10 ° F). Pro srovnání, Země má průměrnou povrchovou teplotu 15 ° C (59 ° F) - zatímco Mars má průměrnou povrchovou teplotu asi -63 ° C (-81 ° F). Planeta má podle Vogta „100%“ šanci na podporu života, ale to je sporné.

Gliese 581d

Gliese 581d je exoplaneta, která je v současné době sporná kvůli nepřesné analýze způsobené hlukem a hvězdnou aktivitou a je považována za vyvrácenou v archivu exoplanetů NASA . To zůstává kontroverzní, přičemž jeden dokument z roku 2015 souhlasí s analýzou z roku 2014 a druhý s ní nesouhlasí. Dokument z roku 2019 o planetách obíhajících kolem blízkých M-trpaslíků uvádí seznam GJ 581 d (i když to označují jako GJ 581 e). Hmotnost planety je 6,98 Země a její poloměr, za předpokladu zemského složení, je 2,2 R , což z ní dělá super Zemi . Předpokládá se, že jeho oběžná doba je dlouhá 66,87 dne, s polohlavní osou 0,21847 AU, s neomezenou výstředností. Analýza naznačuje, že obíhá kolem obyvatelné zóny hvězdy , kde jsou teploty správné pro podporu života.

SETI

Systém Gliese 581 byl terčem jak hledání SETI, tak aktivního vyhledávání SETI pro mimozemský život. Zpráva ze Země (AMFE) je vysoce výkonný digitální rádiový signál, který byl vyslán 9. října 2008 směrem k Gliese 581c. Signál je digitální časová kapsle obsahující 501 zpráv, které byly vybrány prostřednictvím soutěže na webu sociálních sítí Bebo. Zpráva byla odeslána pomocí radiového dalekohledu radioteleskopu Yevpatoria RT-70 Ukrajinské národní kosmické agentury. Signál dosáhne Gliese 581 počátkem roku 2029.

Pomocí optického SETI Ragbir Bhathal tvrdil, že v roce 2008 detekoval nevysvětlitelný pulz světla ze směru systému Gliese 581.

V roce 2012 bylo Mezinárodní středisko pro výzkum radioastronomie na Curtinově univerzitě v Perthu, Gliese 581 přesně zaměřeno australským Long Baseline Array pomocí tří radioteleskopů po celé Austrálii a technikou Very Long Baseline Interferometry, avšak nebyly nalezeny žádné kandidátské signály.

Trosky disku

Na vnějším okraji systému je obrovský disk s troskami, který obsahuje více komet než sluneční soustava. Disk na nečistoty má sklon mezi 30 ° a 70 °. Pokud by planetové oběžné dráhy ležely ve stejné rovině, jejich hmotnosti by byly mezi 1,1 a 2násobkem minimálních hodnot hmotnosti.

Poznámky

Reference