Gliese 581c - Gliese 581c

Gliese 581c
Exoplanet Comparison Gliese 581 c.png
Сравнение размеров Gliese 581c с Землей и Нептуном.
(На основе выбранных гипотетических лепные композиции )
Открытие
ОбнаружилСтефан Удри и другие.
Сайт открытияОбсерватория Ла Силья
Дата открытия
  • 4 апреля 2007 г.
  • 24 апреля 2007 г. (объявлено)
Радиальная скорость
Орбитальные характеристики
0,0721 ± 0,0003 а.е. (10 786 000 ± 45 000 км)[1]
Эксцентриситет0.00 ± 0.06[1]
12.914 ± 0.002[1] d
2454759.2 ± 0.1[1]
Полуамплитуда3.3 ± 0.2[1]
ЗвездаGliese 581[2]

Gliese 581c /ˈɡляzə/ (Gl 581c или же GJ 581c) - это планета, вращающаяся внутри Система Gliese 581. Это вторая открытая планета в системе и третья по порядку от звезды. С массой не менее 5,5 раз больше, чем у земной шар, он классифицируется как суперземля (категория планет с массами больше Земли до 10 масс Земли).

Gliese 581c вызвала интерес астрономов, потому что сообщалось, что это первая потенциально похожая на Землю планета в мире. жилая зона звезды, с температурой, подходящей для жидкой воды на ее поверхности, и, соответственно, потенциально способной поддерживать экстремофил формы земной жизни. Однако дальнейшие исследования ставят под сомнение пригодность планеты для жизни. это приливно заблокирован (всегда представляет одно и то же лицо своему первоисточнику), поэтому, если бы у жизни был шанс появиться, лучшая надежда на выживание была бы в "зона терминатора ".

С астрономической точки зрения система Gliese 581 находится относительно близко к Земле, на высоте 20,37 м. световых лет (192 триллиона км или 119 триллионов миль) в направлении созвездия Весы. Это расстояние вместе с склонение и прямое восхождение координаты, укажите его точное местоположение в Млечном Пути.

Открытие

Команда опубликовала документ о своих выводах от 27 апреля 2007 г., опубликованный в журнале за июль 2007 г. Астрономия и астрофизика.[3] На момент открытия сообщалось, что это первая потенциально похожая на Землю планета в жилая зона своей звезды[2][4] и самый маленький из известных внесолнечная планета вокруг главная последовательность звезда, но 21 апреля 2009 г. другая планета вращалась вокруг Глизе 581, Gliese 581e, с приблизительной массой 1.9 массы Земли. В документе они также объявили об открытии другой планеты в системе, Gliese 581d, с минимальной массой 7,7. Земные массы и большая полуось 0,25 астрономические единицы.[1]

Физические характеристики

Масса

Существование Gliese 581c и его масса были измерены метод лучевых скоростей обнаружения внесолнечные планеты. Масса планеты рассчитывается по небольшим периодическим движениям вокруг общего центра масс между звездой-хозяином Gliese 581 и ее планетами. Когда все шесть планет оснащены Кеплеровский Решением, минимальная масса планеты определена равной 5,5 масс Земли.[1] Метод лучевой скорости сам по себе не может определить истинную массу, но она не может быть намного больше этой, иначе система будет динамически нестабильной.[3] Динамическое моделирование системы Gliese 581, предполагающее, что орбиты планет копланарный указывают на то, что масса планет не может превышать их минимальную массу примерно в 1,6–2 раза, иначе планетная система будет нестабильной (это в первую очередь из-за взаимодействия между планетами e и b). Для Gliese 581c верхняя граница составляет 10,4 массы Земли.[5]

Радиус

Поскольку Gliese 581c не был обнаружен в пути, нет никаких измерений его радиуса. Кроме того, метод лучевых скоростей Используемый для его обнаружения только устанавливает нижний предел массы планеты, что означает, что теоретические модели радиуса и структуры планеты могут иметь лишь ограниченное применение. Однако, предполагая случайную ориентацию орбиты планеты, истинная масса, вероятно, будет близка к измеренной минимальной массе.

Предполагая, что истинная масса является минимальной массой, радиус можно рассчитать с использованием различных моделей. Например, если Gliese 581c является скалистый Согласно команде Удри, планета с большим железным ядром должна иметь радиус примерно на 50% больше, чем у Земли.[3][6] Сила тяжести на такой планете будет примерно в 2,24 раза сильнее, чем на Земле. Однако если Gliese 581c ледяной и / или водянистый планеты, ее радиус был бы менее чем в 2 раза больше, чем у Земли, даже с очень большим внешним гидросфера, согласно моделям плотности, составленным Дианой Валенсия и ее командой для Gliese 876 d.[7] Гравитация на поверхности такой ледяной и / или водной планеты будет по крайней мере в 1,25 раза сильнее, чем на Земле. Они утверждают, что реальное значение радиуса может быть любым между двумя крайностями, рассчитанными с помощью моделей плотности, описанных выше.[8]

Мнения других ученых расходятся. Сара Сигер в Массачусетском технологическом институте предположили, что Gliese 581c и другие планеты с массой пять масс Земли могут быть:[9]

Если планета проходит мимо звезды, если смотреть со стороны Земли, радиус должен быть измеримым, хотя и с некоторой неопределенностью. К сожалению, измерения, выполненные с Канадский -строенный НАИБОЛЕЕ космический телескоп показывает, что транзитов не происходит.[10]

Новое исследование предполагает, что скалистые центры суперземель вряд ли превратятся в скалистые планеты земного типа, такие как внутренние планеты Солнечной системы, потому что они, кажется, держатся за свои большие атмосферы. Вместо того чтобы превратиться в планету, состоящую в основном из горных пород с тонкой атмосферой, небольшое скалистое ядро ​​остается охваченным своей большой богатой водородом оболочкой.[11][12]

Орбита

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

Gliese 581c имеет орбитальный период ("год") 13 земных дней[13] а его орбитальный радиус составляет всего около 7% от земного, около 11 миллионов км,[14] а Земля находится в 150 миллионах километров от солнце.[15] Поскольку звезда-хозяин меньше и холоднее Солнца - и, следовательно, менее яркая - это расстояние помещает планету на «теплый» край обитаемой зоны вокруг звезды, согласно команде Удри.[3][6] Обратите внимание, что в астрофизике «обитаемая зона» определяется как диапазон расстояний от звезды, на котором планета может поддерживать жидкую воду на своей поверхности: это не означает, что окружающая среда планеты будет подходящей для человека, ситуация, требующая более ограниченного набора параметров. Типичный радиус для звезды M0 возраста Глизе 581 и металличность составляет 0,00128 а.е.,[16] против 0,00465 а.е. на Солнце. Эта близость означает, что первичная звезда должна казаться в 3,75 раза шире и в 14 раз больше по площади для наблюдателя на поверхности планеты, смотрящего на небо, чем кажется Солнцу с поверхности Земли.

Приливный замок

Из-за небольшого расстояния от Gliese 581 на планете всегда считалось одно полушарие лицом к звезде (только днем), а другой всегда обращен в сторону (только ночь), или, другими словами, будучи приливно заблокирован.[17][18] Самая последняя аппроксимация орбиты системы с учетом звездной активности указывает на круговую орбиту,[1] но более старые посадки используют эксцентриситет от 0,10 до 0,22. Если бы орбита планеты была эксцентричной, она подверглась бы сильному приливному изгибу.[19] Поскольку приливные силы сильнее, когда планета находится близко к звезде, ожидается, что эксцентрические планеты будут иметь период вращения, который короче, чем их орбитальный период, также называемый псевдосинхронизацией.[20] Пример этого эффекта можно увидеть на Меркурий, который приливно заблокирован в резонансе 3: 2, совершая три оборота каждые две орбиты. В любом случае, даже в случае приливной блокировки 1: 1, планета подвергнется либрация и терминатор будет альтернативно освещен и затемнен во время либрации.[21]

Модели эволюции орбиты планеты во времени предполагают, что обогрев в результате этой приливной блокировки может сыграть важную роль в геологии планеты. Модели, предложенные учеными, предсказывают, что приливное нагревание может дать поверхностный тепловой поток примерно в три раза больший, чем у Юпитер луна Ио, что может привести к большой геологической активности, такой как вулканы и тектоника плит.[22]

Обитаемость и климат

Исследование Gliese 581c, проведенное von Bloh et al. Команда была процитирована как заключение: «Супер-Земля Gl 581c явно находится за пределами обитаемой зоны, так как она слишком близко к звезде».[23] Исследование Selsis et al. утверждает, что даже «планета в обитаемой зоне не обязательно сама по себе является обитаемой», и эта планета «находится за пределами того, что можно считать консервативной обитаемой зоной» родительской звезды, и, кроме того, что если там и была вода, то она была потеряна, когда красный карлик был сильным излучателем рентгеновского и ультрафиолетового излучения, он мог иметь температуру поверхности от 700 К до 1000 К (от 430 до 730 ° С), например Венера сегодня.[24] Температурные предположения других ученых основывались на температуре (и тепле) родительской звезды. Gliese 581 и были рассчитаны без учета погрешности (96 ° C / K) для температуры звезды от 3432 K до 3528 K, что приводит к большому сияние диапазон для планеты, даже без учета эксцентриситета.[25]

Эффективные температуры

Используя измеренную светимость звезды Gliese 581 в 0,013 раза больше, чем у Солнца, можно рассчитать светимость Gliese 581c. эффективная температура a.k.a. черное тело температура. (примечание: это, вероятно, отличается от температура поверхности ). По словам команды Удри, эффективная температура для Gliese 581c, предполагая альбедо (отражательная способность), например, Венеры (0,64), будет -3° C (27 ° F ), и если предположить, что альбедо земное (0,296), то это будет 40° C (104 ° F ),[13][3] диапазон температур, который совпадает с диапазон, в котором вода будет жидкой при давлении в 1 атмосферу. Однако эффективная температура и фактическая температура поверхности могут сильно отличаться из-за парниковых свойств планетной атмосферы: например, эффективная температура Венеры составляет 34,25.° C (307.40 K; 93.65 ° F ), но температура поверхности 464° C (737 K; 867 ° F ) (в основном из-за 96,5% двуокись углерода атмосфера ), разница около 430° C (770 ° F ).[26]

Исследования обитаемости (т.е. жидкая вода для экстремофильных форм жизни)[27] пришли к выводу, что Gliese 581c, вероятно, страдает от убегающий парниковый эффект аналогично найденному на Венера, как таковой, вряд ли будет пригодным для жилья. Тем не менее, этот неуправляемый парниковый эффект может быть предотвращен наличием достаточного отражающего облачного покрова на дневной стороне планеты.[28] В качестве альтернативы, если бы поверхность была покрыта льдом, она имела бы высокий альбедо (отражательная способность) и, таким образом, может отражать достаточно падающего солнечного света обратно в космос, чтобы сделать планету слишком холодной для обитания, хотя ожидается, что эта ситуация будет очень нестабильной, за исключением очень высоких альбедо, превышающих примерно 0,95 (т. е. льда): высвобождение углекислый газ из-за вулканической активности или водяного пара из-за нагрева в субзвездной точке может вызвать неуправляемый парниковый эффект.[29]

Жидкая вода

Gliese 581c может находиться вне жилая зона.[23][30] Прямых доказательств в пользу воды присутствовать, и, вероятно, не присутствует в жидком состоянии. Методы, подобные той, которая используется для измерения внесолнечной планеты HD 209458 b может в будущем быть использован для определения наличия воды в виде пара в планетных атмосфера, но только в редких случаях, когда орбита планеты транзит его звезда, чего не известно о Gliese 581c.[10]

Модели с приливной блокировкой

Теоретические модели предсказывают, что неустойчивый соединения Такие как воды и углекислый газ, если присутствует, может испаряться палящим зноем на солнечной стороне, мигрировать в более прохладную ночную сторону и конденсироваться с образованием ледяные шапки. Со временем вся атмосфера может превратиться в ледяные шапки на ночной стороне планеты. Однако остается неизвестным, присутствуют ли вода и / или углекислый газ на поверхности Gliese 581c. В качестве альтернативы, атмосфера, достаточно большая, чтобы быть стабильной, могла бы более равномерно распространять тепло, обеспечивая более широкую жилую площадь на поверхности.[31] Например, хотя Венера имеет небольшой наклон оси, очень мало солнечного света достигает поверхности на полюсах. Медленная скорость вращения примерно в 117 раз медленнее, чем у Земли, приводит к продолжительным дням и ночам. Несмотря на неравномерное распределение солнечного света, падающего на Венеру в любой момент времени, полярные области и ночная сторона Венеры остаются почти такими же горячими, как и на дневной стороне, благодаря глобально циркулирующим ветрам.[32]

Сообщение с Земли

Сообщение с Земли (AMFE) - это мощный цифровой радиосигнал, который был отправлен 9 октября 2008 года в направлении Gliese 581c. Сигнал цифровой капсула времени содержащий 501 сообщение, отобранное в результате конкурса на сайт социальной сети Бебо. Сообщение было отправлено с использованием РТ-70 радиолокационный телескоп из Украина с Государственное космическое агентство. Сигнал достигнет планеты Gliese 581c в начале 2029 года.[33] Более полумиллиона человек, включая знаменитостей и политиков, приняли участие в проекте AMFE, который стал первой в мире цифровой капсулой времени, контент которой был выбран публикой.[34][35]

По состоянию на 22 января 2015 года сообщение прошло 59,48 триллиона километров из общего числа 192 триллионов километров, что составляет 31,0% от расстояния до системы Gliese 581.[36]

13 февраля 2015 г. ученые (в том числе Дэвид Гринспун, Сет Шостак, и Дэвид Брин ) на ежегодном собрании Американская ассоциация развития науки, обсудили Активный SETI и возможность передачи сообщения возможному интеллектуальному инопланетяне в Космос была хорошая идея;[37][38] На той же неделе было выпущено заявление, подписанное многими членами сообщества SETI, о том, что «перед отправкой любого сообщения необходимо провести всемирное научное, политическое и гуманитарное обсуждение».[39] Однако ни Фрэнк Дрейк, ни Сет Шостак не подписали это обращение. 28 марта 2015 г. связанное эссе с другой точкой зрения было написано Сет Шостак и опубликовано в Нью-Йорк Таймс.[40]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час Робертсон, Пол; Махадеван, Суврат; Эндл, Майкл; Рой, Арпита (3 июля 2014 г.). «Звездная активность, маскирующаяся под планеты в обитаемой зоне карлика M Gliese 581». Наука. 345 (6195): 440–444. arXiv:1407.1049. Bibcode:2014Наука ... 345..440р. Дои:10.1126 / science.1253253. PMID  24993348. S2CID  206556796.
  2. ^ а б Тан, Кер (24 апреля 2007 г.). «Главное открытие: новая планета может содержать воду и жизнь». space.com. Получено 29 апреля 2007.
  3. ^ а б c d е Удри; и другие. (2007). "HARPS ищет южные внесолнечные планеты XI. Суперземли (5 и 8M⊕) в трехпланетной системе ». Астрономия и астрофизика. 469 (3): L43 – L47. arXiv:0704.3841. Bibcode:2007A&A ... 469L..43U. Дои:10.1051/0004-6361:20077612. S2CID  119144195.
  4. ^ Тан, Кер (24 февраля 2007 г.). «Охотники за планетами приблизились к своему Святому Граалю». space.com. Получено 29 апреля 2007.
  5. ^ Мэр, М .; Bonfils, X .; Forveille, T .; Delfosse, X .; Udry, S .; Bertaux, J. -L .; Beust, H .; Bouchy, F .; Lovis, C .; Pepe, F .; Perrier, C .; Queloz, D .; Сантос, Н. К. (2009). «HARPS ищут южные внесолнечные планеты». Астрономия и астрофизика. 507 (1): 487–494. arXiv:0906.2780. Bibcode:2009A&A ... 507..487M. Дои:10.1051/0004-6361/200912172. S2CID  2983930.
  6. ^ а б «Астрономы нашли первую подобную Земле планету в обитаемой зоне». ESO. Архивировано из оригинал 28 августа 2008 г.. Получено 10 мая 2007.
  7. ^ Валенсия; Сасселов, Димитар Д .; О'Коннелл, Ричард Дж. (2007). «Радиус и модели структуры первой планеты сверхземля». Астрофизический журнал. 656 (1): 545–551. arXiv:astro-ph / 0610122. Bibcode:2007ApJ ... 656..545В. Дои:10.1086/509800. S2CID  17656317.
  8. ^ Валенсия, Д .; Сасселов, Димитар Д .; О’Коннелл, Ричард Дж. (2007). «Подробные модели суперземли: насколько хорошо мы можем сделать вывод о массовых свойствах?». Астрофизический журнал. 665 (2): 1413–1420. arXiv:0704.3454. Bibcode:2007ApJ ... 665.1413V. Дои:10.1086/519554. S2CID  15605519.
  9. ^ Сигер (2008). «Чужие Земли от А до Я». Небо и телескоп. ISSN. 0037-6604 (январь): 22–25.
  10. ^ а б "Скучная звезда может означать более оживленную планету". Spaceref.com. Получено 15 сентября 2008.
  11. ^ Блэк, Чарльз. «Супер-Земли больше похожи на мини-Нептуны».
  12. ^ Ламмер, Гельмут (2013). "Исследование критериев продувки богатых водородом суперземель'". Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. Королевское астрономическое общество. 430 (2): 1247–1256. arXiv:1210.0793. Bibcode:2013МНРАС.430.1247Л. Дои:10.1093 / мнрас / стс705. S2CID  55890198.
  13. ^ а б «В космосе найдена новая« супер-Земля »». Новости BBC. 25 апреля 2007 г.. Получено 25 апреля 2007.
  14. ^ Овербай, Деннис (25 апреля 2007 г.). «20 световых лет от нас, самая похожая на Землю планета пока». International Herald Tribune. Получено 10 мая 2007.
  15. ^ "Факты о Земле". НАСА. Получено 21 декабря 2015.
  16. ^ Girardi L .; Bressan A .; Bertelli G .; Хиози К. (2000). «Эволюционные треки и изохроны для звезд малых и средних масс: от 0,15 до 7.M☉, а от Z = 0,0004 до 0,03 ". Astron. Astrophys. Дополнение Сер. 141 (3): 371–383. arXiv:Astro-ph / 9910164. Bibcode:2000A и AS..141..371G. Дои:10.1051 / aas: 2000126. S2CID  14566232.
  17. ^ Вергано, Дэн (25 апреля 2007 г.). «Из нашего мира: планета, похожая на Землю». USA Today. Получено 10 мая 2007.
  18. ^ Selsis 2.4.1 «становится запертым менее чем за 1 млрд лет».
  19. ^ Beust, H .; и другие. (2008). «Динамическая эволюция планетной системы Gliese 581». Астрономия и астрофизика. 479 (1): 277–282. arXiv:0712.1907. Bibcode:2008A & A ... 479..277B. Дои:10.1051/0004-6361:20078794. S2CID  119152085.
  20. ^ Хат, П. (1981). «Приливная эволюция в тесных двойных системах». Астрономия и астрофизика. 99 (1): 126–140. Bibcode:1981A&A .... 99..126H.
  21. ^ Перлман, Дэвид (24 апреля 2007 г.). «Найдена новая планета: на ней может быть жизнь». Хроники Сан-Франциско. Получено 24 апреля 2007.
  22. ^ Джексон, Брайан; Ричард Гринберг; Рори Барнс (2008). «Приливное нагревание внесолнечных планет». Астрофизический журнал. 681 (2): 1631–1638. arXiv:0803.0026. Bibcode:2008ApJ ... 681.1631J. Дои:10.1086/587641. S2CID  42315630.
  23. ^ а б фон Бло; и другие. (2007). «Обитаемость суперземель в Gliese 581». Астрономия и астрофизика. 476 (3): 1365–1371. arXiv:0705.3758. Bibcode:2007 А и А ... 476,13 65 В. Дои:10.1051/0004-6361:20077939. S2CID  14475537.
  24. ^ Селсис; Кастинг, Дж. Ф .; Levrard, B .; Paillet, J .; Ribas, I .; Делфосс, X. (2007). "Обитаемые планеты вокруг звезды Gl 581?". Астрономия и астрофизика. 476 (3): 1373–1387. arXiv:0710.5294. Bibcode:2007 A&A ... 476.1373S. Дои:10.1051/0004-6361:20078091. S2CID  11492499.
  25. ^ Bean, J. L .; Бенедикт, Г. Ф .; Эндл, М. (2006). "Металличность хозяев M карликовых планет из спектрального синтеза". Астрофизический журнал. 653 (1): L65 – L68. arXiv:астро-ф / 0611060. Bibcode:2006ApJ ... 653L..65B. Дои:10.1086/510527. S2CID  16002711.
  26. ^ "Факты о Венере". НАСА. Получено 20 сентября 2008.
  27. ^ Селсис 5. «Gl 581c вряд ли будет пригодным для жилья»
  28. ^ Селсис 3.1 «было бы обитаемым, только если бы облака с самой высокой отражательной способностью покрывали большую часть дневного полушария».
  29. ^ Selsis 3.1.2
  30. ^ Selsis Аннотация, 3. Рисунок 4.
  31. ^ Альперт, Марк (7 ноября 2005 г.). "Восход красной звезды". Scientific American. 293 (5): 28. Дои:10.1038 / scientificamerican1105-28. PMID  16318021. Архивировано из оригинал 12 октября 2007 г.. Получено 25 апреля 2007.
  32. ^ Ральф Д. Лоренц; Джонатан I Лунин; Пол Джи Уизерс; Кристофер П. Маккей (2001). «Титан, Марс и Земля: производство энтропии за счет широтного переноса тепла» (PDF). Исследовательский центр Эймса, Лаборатория Луны и планет Аризонского университета. Получено 21 августа 2007.
  33. ^ Мур, Мэтью (9 октября 2008 г.). "Сообщения с Земли, посланные Бебо на далекую планету". .telegraph.co.uk. В архиве из оригинала 11 октября 2008 г.. Получено 9 октября 2008.
  34. ^ «Лица звезд сияли в космосе». Sky News. 10 октября 2008 г. Архивировано с оригинал 2 февраля 2013 г.. Получено 5 ноября 2008.
  35. ^ Сара Гэвин (29 июля 2008 г.). "Один гигантский скачок для сообщества Bebo". Бебо. Архивировано из оригинал 25 сентября 2018 г.. Получено 15 ноября 2008.
  36. ^ "Bebo All-In-One Streaming". Бебо. Архивировано из оригинал 4 июля 2009 г.. Получено 10 апреля 2017.
  37. ^ Боренштейн, Сет (из AP Новости ) (13 февраля 2015 г.). «Должны ли мы называть Космос поиском инопланетян? Или это рискованно?». Нью-Йорк Таймс. Получено 14 февраля 2015.
  38. ^ Гош, Паллаб (12 февраля 2015 г.). Ученый: «Попробуйте связаться с инопланетянами.'". Новости BBC. Получено 12 февраля 2015.
  39. ^ Разное (13 февраля 2015 г.). «Заявление - Относительно сообщений для внеземного разума (METI) / активных поисков внеземного разума (Active SETI)». Калифорнийский университет в Беркли. Получено 14 февраля 2015.
  40. ^ Шостак, Сет (28 марта 2015 г.). "Должны ли мы оставаться в тени в космосе?". Нью-Йорк Таймс. Получено 29 марта 2015.

дальнейшее чтение

Сообщения СМИ

Не новостные СМИ

внешняя ссылка

Координаты: Карта неба 15час 19м 26s, −07° 43′ 20″