Планетная система Gliese 581 - Gliese 581 planetary system

Планетарная система Gliese 581

Орбиты планет планетной системы Gliese 581 в сравнении с орбитами Солнечной системы
Возраст	7–11 миллиардов лет
Место расположения	Созвездие Весов
Прямое восхождение	15 ч 19 м 26,8250 с
Склонение	−07 ° 43 ′ 20.209 ″
Планетная система
Населения
Известные звезды	1
Известные планеты	3–5

Планетарная система Глизе 581 является гравитационно связанная система , содержащая звезды Глизе 581 и объекты , которые орбиту. Известно, что система состоит по крайней мере из трех планет, обнаруженных с использованием метода лучевых скоростей , а также диска обломков . Известность системы обусловлена, прежде всего, ранними экзопланетологическими открытиями между 2008 и 2010 годами возможных планет земной группы, вращающихся в пределах ее обитаемой зоны, и относительно близостью системы к Солнечной системев 20 световых годах от нас. Однако его история наблюдений противоречива из-за ложных определений и предположений, а также из-за того, что метод лучевых скоростей дает мало информации о самих планетах, помимо их массы.

Считается, что подтвержденные планеты расположены недалеко от звезды с почти круговыми орбитами. В порядке удаления от звезды это Gliese 581e , Gliese 581b и Gliese 581c . Буквы обозначают порядок открытия, при этом b - первая планета, обнаруженная вокруг звезды.

История наблюдений

Звезда Gliese 581 известна по крайней мере с 1886 года, когда она была включена в книгу Эдуарда Шенфельда « Южный Дурчмустерунг» . Первым объявлением о планете вокруг звезды стало открытие Gliese 581b астрономами Женевской обсерватории в Швейцарии и Университета Гренобля во Франции. Обнаруженная в августе 2005 года с использованием обширных данных спектрометра ESO / HARPS, это была пятая планета, обнаруженная вокруг красного карлика. Дальнейшие наблюдения той же группы привели к обнаружению еще двух планет, Gliese 581c и Gliese 581d . Орбитальный период Gliese 581d первоначально считался 83 днями, но позже был изменен на более низкое значение - 67 дней. Пересмотренное орбитальное расстояние поместит его на внешние границы обитаемой зоны, расстояние, на котором, как считается, жидкая вода может существовать на поверхности планетарного тела при благоприятных атмосферных условиях. По оценкам, Gliese 581d получает около 30% интенсивности света, которую Земля получает от Солнца. Для сравнения, солнечный свет на Марсе имеет около 40% интенсивности солнечного света на Земле, хотя, если в атмосфере планеты присутствует высокий уровень углекислого газа , парниковый эффект может поддерживать температуру выше нуля.

Следующим открытием была внутренняя планета Gliese 581e , также сделанная Женевской обсерваторией и использующая данные прибора HARPS, о котором было объявлено 21 апреля 2009 года. Эта планета с минимальной массой 1,9 Земли была в то время наименее массивной из подтвержденных. экзопланета, идентифицированная вокруг звезды главной последовательности.

29 сентября 2010 года астрономы, использующие обсерваторию Кека, предложили две дополнительные планеты, Gliese 581f и Gliese 581g , обе на почти круговых орбитах, на основе анализа комбинации наборов данных с инструментов HARPS и HIRES . Предполагаемая планета Gliese 581f считалась планетой массой 7 масс Земли на 433-дневной орбите и слишком холодной, чтобы поддерживать жидкую воду. Планета-кандидат Gliese 581g привлекла больше внимания: получившая прозвище «Мир Зармина» одним из ее первооткрывателей, предсказанная масса Gliese 581g составляла от 3 до 4 масс Земли с периодом обращения 37 дней. Было рассчитано, что орбитальное расстояние находится в пределах пригодной для жизни зоны звезды, хотя ожидалось, что планета будет заблокирована приливом, и одна сторона планеты всегда будет обращена к звезде. В интервью Лизе-Джой Згорски из Национального научного фонда Стивена Фогта спросили, что он думает о шансах на существование жизни на Gliese 581g. Фогт был оптимистичен: «Я не биолог и не хочу играть одного из них на телевидении. Лично я, учитывая вездесущность и склонность жизни процветать везде, где только возможно, я бы сказал, что ... шансы жизни на этом планета на 100%. Я почти не сомневаюсь в этом ».

Через две недели после объявления об открытии Gliese 581f и Gliese 581g астроном Франческо Пепе из Женевской обсерватории сообщил, что в новом анализе 179 измерений, выполненных спектрографом HARPS за 6,5 лет, ни планета g, ни планета f не были обнаружены, и соответствующие измерения были включены в документ, загруженный на сервер препринтов arXiv, но еще не опубликованный в рецензируемом журнале. Отсутствие Gliese 581f было принято относительно быстро: было показано, что вариации лучевой скорости, которые привели к заявленному открытию Gliese 581f, были вместо этого связаны с циклом звездной активности, а не с планетой, вращающейся вокруг нее. Тем не менее, существование планеты g оставалось спорным: Фогт ответил в СМИ, что он поддерживает открытие, и возникли вопросы относительно того, был ли эффект вызван предположением о круговых, а не эксцентрических орбитах или использованными статистическими методами.

Байесовский анализ не обнаружил четких доказательств существования пятого планетарного сигнала в объединенном наборе данных HIRES / HARPS, хотя другие исследования привели к выводу, что данные действительно подтверждают существование планеты g, хотя и с сильным вырождением параметров в результате первая эксцентрическая гармоника с внешней планетой Gliese 581d.

Используя предположение, что шум, присутствующий в данных, коррелирован (красный шум, а не белый шум), Роман Балуев поставил под сомнение не только существование планеты g, но и Gliese 581d, предположив, что планет было всего три (Gliese 581b, c, и e) присутствуют.

27 ноября 2012 года Европейское космическое агентство объявило, что космическая обсерватория Гершель обнаружила кометный пояс «на расстоянии от 25 ± 12 а.е. до более 60 а.е.». В нем должно быть «как минимум в 10 раз» больше комет, чем в Солнечной системе. Это, вероятно, исключает наличие планет с массой Сатурна больше 0,75 а.е. Однако для поддержания пополнения кометного пояса может потребоваться другая (неоткрытая) планета, находящаяся дальше, скажем, планета с массой Нептуна в 5 а.е.

Другое возражение против существования Gliese 581d было выдвинуто в исследовании 2014 года, авторы которого утверждали, что Gliese 581d является «артефактом звездной активности, который при неполном исправлении вызывает ложное обнаружение планеты g ». Это остается спорным: одна статья 2015 года согласна с анализом 2014 года, а другая не согласна с ним.

Gliese 581

Сравнение размеров Gliese 581 (справа) с Солнцем (слева)

Gliese 581 - звезда спектрального класса M3V ( красный карлик ) примерно в двадцати световых годах от Земли в созвездии Весов . Ее предполагаемая масса составляет около трети массы Солнца , и это 89-я самая близкая к Солнцу известная звезда.

Gliese 581 - один из старейших и наименее активных M-карликов, его низкая звездная активность сулит больше, чем у многих других планет, сохраняющих значительную атмосферу и стерилизующего воздействия звездных вспышек.

Планеты

Орбиты планетной системы Gliese 581 согласно анализу 2009 г., исключая планеты g и f. На снимке Gliese 581c - третья планета от звезды.

Постоянный анализ системы позволил получить несколько моделей орбитального расположения системы. В настоящее время нет единого мнения, и были предложены модели с тремя, четырьмя, пятью и шестью планетами для обращения к имеющимся данным о лучевой скорости. Однако большинство этих моделей предсказывают, что внутренние планеты имеют близкие круговые орбиты, в то время как внешние планеты, особенно Gliese 581d, если он существует, находятся на более эллиптических орбитах.

Модели обитаемой зоны Gliese 581 показывают, что она простирается примерно от 0,1 до 0,5 а.е., принимая часть орбиты Gliese 581d. Первые три планеты вращаются ближе к звезде, чем внутренний край обитаемой зоны, а планеты d и g вращаются внутри нее.

Подтвержденные планеты

Gliese 581e

Gliese 581e - самая внутренняя планета и, с минимальной массой 1,7 массы Земли, является наименее массивной из трех. Обнаруженная в 2009 году, это самая последняя подтвержденная планета, обнаруженная в этой системе. Полный оборот по орбите занимает 3,15 дня. Первоначальный анализ показал, что орбита планеты имеет достаточно эллиптическую форму, но после корректировки измерений лучевой скорости на звездную активность данные теперь указывают на круговую орбиту.

Gliese 581b

Gliese 581b - самая массивная планета, вращающаяся вокруг Gliese 581, и она была обнаружена первой.

Gliese 581c

Gliese 581c - третья планета, вращающаяся вокруг Gliese 581. Она была открыта в апреле 2007 года. В своей статье 2007 года Udry et al. утверждал, что если бы Gliese 581c имела состав земного типа, она имела бы радиус 1,5R _⊕ , что сделало бы ее в то время "наиболее похожей на Землю из всех известных экзопланет". Прямое измерение радиуса невозможно, потому что, если смотреть с Земли, планета не проходит мимо своей звезды. Минимальная масса планеты в 5,5 раза больше массы Земли. Первоначально планета привлекала внимание как потенциально пригодная для жизни, хотя с тех пор это было сброшено со счетов. Средняя температура поверхности черного тела, по оценкам, находится в диапазоне от -3 ° C (для альбедо, подобного Венере ) до 40 ° C (для альбедо, подобного земному), однако температуры могут быть намного выше (около 500 градусов Цельсия). из-за безудержного парникового эффекта, подобного Венере . Некоторые астрономы полагают, что система могла претерпеть планетарную миграцию, а Gliese 581c, возможно, образовался за линией замерзания , имея состав, похожий на ледяные тела, такие как Ганимед . Gliese 581c совершает полный оборот чуть менее чем за 13 дней.

Неподтвержденные планеты

Глизе 581 г

Gliese 581g, неофициально известная как Мир Зармины, является неподтвержденной (и оспариваемой) экзопланетой, которая, как утверждается, вращается в пределах планетной системы Gliese 581, в двадцати световых годах от Земли. Она была обнаружена Обзором экзопланет Лика – Карнеги и является шестой планетой, вращающейся вокруг звезды (было обнаружено, что Gliese 581 f является артефактом); однако его существование не может быть подтверждено исследовательской группой Европейской южной обсерватории (ESO) / высокоточного поисковика радиальной скорости (HARPS), и его существование остается спорным. Считается, что он находится около середины обитаемой зоны своей звезды . Это означает, что он может поддерживать жидкую воду - необходимость для всей известной жизни - на своей поверхности, если на планете будут благоприятные атмосферные условия.

Gliese 581g был обнаружен астрономами из Обзора экзопланет Лика – Карнеги . Авторы заявили, что наборы данных от спектрометра Эшелле высокого разрешения (HIRES) и HARPS необходимы для обнаружения планеты; однако исследовательская группа ESO / HARPS не смогла подтвердить его существование. Планета осталась неподтвержденной, так как консенсуса о ее существовании достичь не удалось. Дополнительный повторный анализ обнаружил доказательства только для четырех планет , но первооткрыватель Стивен С. Фогт не согласился с этими выводами; другое исследование, проведенное Гиллемом Англада-Эскуде, позже подтвердило существование планеты. В 2012 году повторный анализ Vogt подтвердил его существование. Новое исследование, проведенное в 2014 году, показало, что это ложноположительный результат; однако в 2015 году повторный анализ данных показал, что он все еще может существовать. Считается, что планета приливно привязана к своей звезде. Если у планеты плотная атмосфера , она может распространять тепло. Фактическая обитаемость планеты зависит от состава ее поверхности и атмосферы. Считается, что здесь температура составляет от -37 до -11 ° C (от -35 до 10 ° F). Для сравнения, Земля имеет среднюю температуру поверхности 15 ° C (59 ° F) -когда Марс имеет среднюю температуру поверхности около -63 ° С (-81 ° F). Согласно Фогту, у планеты есть «100%» шанс поддержать жизнь, но это оспаривается.

Gliese 581d

Gliese 581d - это экзопланета, которая в настоящее время оспаривается из-за неточного анализа, вызванного шумом и звездной активностью, и считается опровергнутой Архивом экзопланет НАСА . Это остается спорным: одна статья 2015 года согласна с анализом 2014 года, а другая не согласна с ним. В статье 2019 года о планетах, вращающихся вокруг соседних M-карликов, указано значение GJ 581 d (хотя они обозначают его GJ 581 e). Считается, что масса планеты составляет 6,98 земных, а ее радиус, исходя из состава Земли, составляет 2,2R _⊕ , что делает ее супер-Землей . Считается, что его орбитальный период составляет 66,87 дней, большая полуось составляет 0,21847 а.е., с неограниченным эксцентриситетом. Анализ показывает, что он вращается в обитаемой зоне звезды , где температура как раз подходит для поддержания жизни.

SETI

Система Gliese 581 была целью поиска внеземной жизни как SETI, так и Active SETI. Сообщение с Земли (AMFE) - это мощный цифровой радиосигнал, который был отправлен 9 октября 2008 года в сторону Gliese 581c. Сигнал представляет собой цифровую капсулу времени, содержащую 501 сообщение, отобранное в ходе конкурса в социальной сети Bebo. Сообщение было отправлено с помощью радиотелескопа Евпаторийского радиотелескопа РТ-70 Национального космического агентства Украины. Сигнал достигнет Gliese 581 в начале 2029 года.

Используя оптический SETI, Рагбир Бхатхал утверждал, что обнаружил необъяснимый импульс света со стороны системы Gliese 581 в 2008 году.

В 2012 году Международный центр радиоастрономических исследований при Университете Кертина в Перте, Gliese 581 был точно нацелен на Австралийскую решетку длинных базовых линий с использованием трех радиотелескопов по всей Австралии и метода интерферометрии с очень длинной базой, однако никаких сигналов-кандидатов обнаружено не было.

Диск для мусора

На внешнем краю системы находится массивный диск из обломков, содержащий больше комет, чем Солнечная система. Диск для мусора имеет наклон от 30 ° до 70 °. Если орбиты планет лежат в одной плоскости, их массы будут в 1,1–2 раза больше минимальных значений массы.

Примечания

Ссылки