Gliese 581c - Gliese 581c

Gliese 581c
Srovnání Exoplanety Gliese 581 c.png
Porovnání velikostí Gliese 581c se Zemí a Neptunem
(na základě vybraných hypoteticky modelovaných kompozic )
Objev
Objevil Stéphane Udry a kol.
Discovery site Observatoř La Silla
Datum objevu
Radiální rychlost
Orbitální charakteristiky
0,0721 ± 0,0003 AU (10 786 000 ± 45 000 km)
Excentricita 0,00 ± 0,06
12,914 ± 0,002 d
2454759,2 ± 0,1
Semi-amplituda 3,3 ± 0,2
Hvězda Gliese 581

Gliese 581c / ɡ l jsem z ə / ( Gl 581c nebo GJ 581c ) je planeta obíhající v Gliese 581 systému. Je to druhá planeta objevená v systému a třetí v pořadí od hvězdy . S hmotností alespoň 5,5 krát, že na Zemi , to je klasifikován jako super-Země (kategorie planet s hmotností větší než Země je až deset hmotností Země).

Gliese 581c získala zájem astronomů, protože byla údajně první potenciálně Zemi podobná planeta v obyvatelné zóně její hvězdy, s teplotou odpovídající tekuté vodě na jejím povrchu a potencionálně schopná podporovat extrémofilní formy Život podobný Zemi. Další výzkum však zpochybňuje obyvatelnost planety. Je přílivově uzamčen (vždy představuje stejnou tvář objektu, kolem kterého obíhá), takže pokud by měl život šanci se objevit, nejlepší naděje na přežití by byla v „ zóně terminátoru “.

V astronomických termínech, systém Gliese 581 je relativně blízko k Zemi, na 20,37 světelných roků (193 bilionů kilometrů; 120 bilionů mil) ve směru souhvězdí z Libra . Tato vzdálenost spolu se souřadnicemi deklinace a vzestupu udávají její přesnou polohu v Mléčné dráze .

Objev

Tým vydal dokument o svých zjištěních ze dne 27. dubna 2007, publikovaný v časopise Astronomy & Astrophysics z července 2007 . V době objevu byla údajně první potenciálně Zemi podobná planeta v obyvatelné zóně její hvězdy a nejmenší známá extrasolární planeta kolem hvězdy s hlavní sekvencí, ale 21. dubna 2009 byla jiná planeta obíhající kolem Gliese 581, Byl oznámen Gliese 581e s přibližnou hmotností 1,9 hmotnosti Země . V příspěvku také oznámili objev další planety v systému, Gliese 581d, s minimální hmotností 7,7 hmotností Země a polopřímou osou 0,25 astronomických jednotek .

Fyzikální vlastnosti

Hmotnost

Existence Gliese 581c a jeho hmotnost byly měřeny metodou radiální rychlosti detekce extrasolárních planet . Hmotnost planety se vypočítá malými periodickými pohyby kolem společného těžiště mezi hostitelskou hvězdou Gliese 581 a jejími planetami. Když je všech šest planet vybaveno keplerovským řešením, je minimální hmotnost planety stanovena na 5,5 hmotnosti Země. Metoda radiální rychlosti sama o sobě nemůže určit skutečnou hmotnost, ale nemůže být mnohem větší než tato, jinak by byl systém dynamicky nestabilní. Dynamické simulace systému Gliese 581, které předpokládají, že dráhy planet jsou koplanární, naznačují, že planety nemohou překročit přibližně 1,6 až 2násobek své minimální hmotnosti, jinak by planetární systém byl nestabilní (je to především kvůli interakci mezi planetami e a b ). U Gliese 581c je horní hranice 10,4 hmotnosti Země.

Poloměr

Vzhledem k tomu, že Gliese 581c nebyl detekován při přepravě, neexistují žádná měření jeho poloměru. Kromě toho je způsob radiální rychlost použit k detekci, že pouze klade nižší limit na hmotnost planety, což znamená, že teoretické modely planetárního poloměru a struktury mohou být pouze omezené použití. Za předpokladu náhodné orientace oběžné dráhy planety se však skutečná hmotnost pravděpodobně bude blížit naměřené minimální hmotnosti.

Za předpokladu, že skutečná hmotnost je minimální hmotností, lze poloměr vypočítat pomocí různých modelů. Pokud je Gliese 581c například skalnatá planeta s velkým železným jádrem, měla by mít podle Udryho týmu poloměr přibližně o 50% větší než poloměr Země. Gravitace na takovém povrchu planety by byla přibližně 2,24krát silnější než na Zemi. Pokud je však Gliese 581c ledová a/nebo vodnatá planeta, její poloměr by byl menší než 2krát větší než Země, a to i s velmi velkou vnější hydrosférou , podle modelů hustoty, které sestavila Diana Valencia a její tým pro Gliese 876 d . Gravitace na povrchu takové ledové a/nebo vodnaté planety by byla nejméně 1,25krát silnější než na Zemi. Tvrdí, že skutečná hodnota poloměru může být cokoli mezi dvěma extrémy vypočítanými modely hustoty uvedenými výše.

Názory ostatních vědců se liší. Sara Seager na MIT spekulovala, že Gliese 581c a další planety o hmotnosti pěti Země by mohly být:

Pokud planeta transponuje hvězdu při pohledu ze směru Země, poloměr by měl být měřitelný, i když s určitou nejistotou. Bohužel měření provedená kanadským vesmírným dalekohledem MOST naznačují, že k tranzitům nedochází.

Nový výzkum naznačuje, že skalní centra superzemí se pravděpodobně nevyvinou na pozemské skalnaté planety jako vnitřní planety sluneční soustavy, protože se zdá, že drží své velké atmosféry. Malé skalnaté jádro, místo aby se vyvinulo na planetu složenou převážně z hornin s řídkou atmosférou, zůstává pohlceno svou velkou obálkou bohatou na vodík.

Obíhat

Oběžné dráhy na Gliese 581 systému, tak, jak byly 2009 analýzy kromě planety g. Na obrázku je Gliese 581c třetí planetou od hvězdy.

Gliese 581c má orbitální období („rok“) 13 pozemských dní a jeho orbitální poloměr je jen asi 7% průměru Země, asi 11 milionů km, zatímco Země je 150 milionů km od Slunce . Vzhledem k tomu, že hostitelská hvězda je menší a chladnější než Slunce - a tudíž méně zářivá -, uvádí tato vzdálenost podle Udryho týmu planetu na „teplém“ okraji obyvatelné zóny kolem hvězdy. Všimněte si, že v astrofyzice je „obyvatelná zóna“ definována jako rozsah vzdáleností od hvězdy, na které by planeta mohla podporovat kapalnou vodu na svém povrchu: nemělo by být chápáno tak, že by prostředí planety bylo vhodné pro lidi, situace, která vyžaduje přísnější rozsah parametrů. Typický poloměr pro M0 hvězdy věku a Gliese 581 je metallicity je 0,00128 AU, proti slunečním 0.00465 AU. Tato blízkost znamená, že primární hvězda by se měla objevit 3,75krát širší a 14krát větší v prostoru pro pozorovatele na povrchu planety, který se dívá na oblohu, než se zdá, že Slunce je z povrchu Země.

Přílivový zámek

Vzhledem ke svému malému oddělení od Gliese 581 byla planeta obecně považována za planetu, která má vždy jednu polokouli obrácenou ke hvězdě (pouze den) a druhou vždy obrácenou stranou (pouze noc), nebo jinými slovy, je přílivově uzamčena . Nejnovější orbitální přizpůsobení systému, s přihlédnutím k hvězdné aktivitě, naznačuje kruhovou orbitu, ale starší fitky používají excentricitu mezi 0,10 a 0,22. Pokud by byla oběžná dráha planety excentrická, podstoupila by násilné ohýbání přílivu. Protože přílivové síly jsou silnější, když je planeta blízko hvězdy, očekává se, že excentrické planety budou mít rotační období kratší než její oběžné období, nazývané také pseudosynchronizace. Příkladem tohoto efektu je Merkur , který je přílivově uzamčen v rezonanci 3: 2 a dokončí tři rotace každé dvě oběžné dráhy. V každém případě, dokonce i v případě přílivového zámku 1: 1, by planeta podstoupila libraci a terminátor by byl během librace alternativně osvětlen a ztmaven.

Modely vývoje oběžné dráhy planety v průběhu času naznačují, že zahřívání vyplývající z tohoto přílivového zamykání může hrát v geologii planety hlavní roli. Modely navržené vědci předpovídají, že přílivové vytápění by mohlo poskytnout povrchový tepelný tok asi třikrát větší než u Jupiterova měsíce Io , což by mohlo mít za následek velkou geologickou aktivitu, jako jsou sopky a desková tektonika.

Obyvatelnost a klima

Studie Gliese 581c od von Bloha a kol. tým byl citován jako závěr „Super-Země Gl 581c je jasně mimo obyvatelnou zónu, protože je příliš blízko hvězdy“. Studie Selsis et al. dokonce tvrdí, že „planeta v obyvatelné zóně nemusí být nutně obyvatelná“ a tato planeta „je mimo to, co lze považovat za konzervativní obyvatelnou zónu“ mateřské hvězdy, a dále, že pokud tam byla nějaká voda, pak byla ztracena, když červený trpaslík byl silný rentgenový a EUV vysílač, mohl mít povrchové teploty v rozmezí od 700 do 1 000  K (427 až 727  ° C ), jako dnes Venuše . Teplotní spekulace jiných vědců vycházely z teploty (a tepla z) mateřské hvězdy Gliese 581 a byly vypočítány bez zohlednění chybového rozpětí (96 ° C/K) pro teplotu hvězdy 3 432 K až 3 528 K, což vede k velkému rozsahu ozáření planety, ještě než se uvažuje o excentricitě.

Efektivní teploty

Pomocí naměřené hvězdné svítivosti Gliese 581, která je 0,013násobkem Slunce, je možné vypočítat efektivní teplotu Gliese 581c , alias teplotu černého tělesa , která se pravděpodobně liší od povrchové teploty . Podle Udryho týmu by efektivní teplota pro Gliese 581c za předpokladu albedo (odrazivosti), jako je Venuše (0,64), byla −3 ° C (27  ° F ) a za předpokladu albedo podobného Zemi (0,296), bylo by 40 ° C (104 ° F), rozsah teplot, které se překrývají s rozsahem, ve kterém by voda byla kapalná při tlaku 1 atmosféry . Účinná teplota a skutečná povrchová teplota se však mohou velmi lišit v důsledku skleníkových vlastností planetární atmosféry. Například Venuše má efektivní teplotu 34,25 ° C (93,65 ° F), ale povrchovou teplotu 464 ° C (hlavně díky 96,5% atmosféře oxidu uhličitého ), což je rozdíl asi 430 ° C (770 ° F).

Studie obyvatelnosti (tj. Kapalné vody pro extrémofilní formy života) dospěly k závěru, že Gliese 581c pravděpodobně trpí uprchlým skleníkovým efektem podobným tomu, který se projevuje na Venuši, a jako takový je velmi nepravděpodobné, že by byl obyvatelný. Tomuto uprchlému skleníkovému efektu by však bylo možné zabránit přítomností dostatečné reflexní oblačnosti na denní straně planety. Alternativně, pokud by byl povrch pokrytý ledem, měl by vysoké albedo (odrazivost), a tak by mohl odrážet dostatek dopadajícího slunečního světla zpět do vesmíru, aby byla planeta příliš studená na obyvatelnost, i když se očekává, že tato situace bude velmi nestabilní s výjimkou velmi vysokých albedos větších než asi 0,95 (tj. ledu): uvolňování oxidu uhličitého vulkanickou aktivitou nebo vodní páry v důsledku zahřívání v subelárním bodě by spustilo uprchlý skleníkový efekt.

Kapalná voda

Gliese 581c pravděpodobně leží mimo obytnou zónu . Nebyl nalezen žádný přímý důkaz přítomnosti vody a pravděpodobně není přítomen v kapalném stavu. Techniky podobné těm, které se používají k měření extrasolární planety HD 209458 b, lze v budoucnu použít ke stanovení přítomnosti vody ve formě páry v atmosféře planety , ale pouze ve výjimečných případech planety s oběžnou dráhou zarovnánou tak, aby k tranzitu své hvězdy, což Gliese 581c není známo.

Tidally-uzamčené modely

Teoretické modely předpovídají, že těkavé sloučeniny, jako je voda a oxid uhličitý , jsou -li přítomny, mohou se v žhavém horku na slunné straně odpařovat, migrovat na chladnější noční stranu a kondenzovat za vzniku ledových čepic . Časem by mohla celá atmosféra zamrznout v ledové čepičky na noční straně planety. Zůstává však neznámé, zda je na povrchu Gliese 581c vůbec přítomna voda a/nebo oxid uhličitý. Alternativně by atmosféra dostatečně velká na to, aby byla stabilní, cirkulovala teplo rovnoměrněji, což by na povrchu umožňovalo širší obyvatelnou oblast. Přestože má například Venuše malý osový sklon, na póly se na povrch dostává jen velmi málo slunečního světla. Pomalá rychlost rotace přibližně 117krát pomalejší než na Zemi produkuje prodloužené dny a noci. Navzdory nerovnoměrnému rozložení slunečního světla vrhaného na Venuši v daném okamžiku jsou polární oblasti a noční strana Venuše udržovány téměř stejně horké jako na denní straně globálně obíhajícími větry.

Zpráva ze Země

Zpráva ze Země (AMFE) je vysoce výkonný digitální rádiový signál, který byl odeslán dne 9. října 2008 směrem ke Gliese 581c. Signál je digitální časová kapsle obsahující 501 zpráv, které byly vybrány prostřednictvím soutěže na sociální síti Bebo . Zpráva byla odeslána pomocí RT-70 radar teleskop na Ukrajině je státní kosmické agentury . Signál dorazí na planetu Gliese 581c počátkem roku 2029. Více než půl milionu lidí včetně celebrit a politiků se zúčastnilo projektu AMFE, což byla první digitální časová kapsle na světě, kde obsah vybírala veřejnost.

Ke dni 22. ledna 2015 zpráva urazila 59,48 bilionu km z celkových 192 bilionů km, což je 31,0% vzdálenosti do systému Gliese 581.

Dne 13. února 2015 vědci (včetně Davida Grinspoona , Setha Shostaka a Davida Brina ) na výročním zasedání Americké asociace pro rozvoj vědy diskutovali o aktivním SETI a o tom, zda přenos zprávy možným inteligentním mimozemšťanům ve vesmíru byl dobrý nápad ; Ten samý týden bylo vydáno prohlášení, podepsané mnoha členy komunity SETI, že „před odesláním jakékoli zprávy musí proběhnout celosvětová vědecká, politická a humanitární diskuse“. Ani Frank Drake, ani Seth Shostak však toto odvolání nepodepsali. Dne 28. března 2015, související esej s jiným úhlem pohledu napsal Seth Shostak a publikoval v The New York Times .

Viz také

Reference

Další čtení

Zprávy médií

Nezpravodajská média

externí odkazy

Souřadnice : Mapa oblohy 15 h 19 m 26 s , −07 ° 43 ′ 20 ″