Глизе 581c

Глизе 581c

Сравнение размеров Gliese 581c с Землей и Нептуном (на основе выбранных гипотетических смоделированных композиций )
Открытие
Обнаружено	Стефан Удри и др.
Сайт открытия	Председатель обсерватории
Дата открытия	4 апреля 2007 г. 24 апреля 2007 г. (объявлено)
Метод обнаружения	Радиальная скорость
Орбитальные характеристики
Большая полуось	0.0718 +0.0008 −0,0009   а.е.
Эксцентриситет	0.032 +0.027 −0.021
Орбитальный период (сидерический)	12.9211 +0.0008 −0,0007   д
Наклон	47° +15° −13°
Время периастра	2454759.2 ± 0.1
Аргумент периастра	16° +61° −89°
Полуамплитуда	3,1 ± 0,1 м/с
Звезда	Стекло 581
Физические характеристики
Масса	6.81 +0.21 −1.16  M 🜨

Глизе 581c / ˈ ɡ l iː z ə / ( Gl 581c или GJ 581c ) — экзопланета , вращающаяся внутри системы Глизе 581 . Это вторая открытая планета в системе и третья по порядку от звезды . Имея массу примерно в 6,8 раз больше массы Земли , она классифицируется как суперземля ( категория планет с массой, превышающей массу Земли до десяти масс Земли).

На момент своего открытия в 2007 году Глизе 581c вызвала интерес астрономов, поскольку сообщалось, что это первая потенциально похожая на Землю планета в обитаемой зоне своей звезды с температурой, подходящей для жидкой воды на ее поверхности. расширение, потенциально способное поддерживать экстремофильные формы земной жизни. Однако дальнейшие исследования поставили под сомнение пригодность планеты для жизни. Судя по новым моделям обитаемой зоны, планета, вероятно, слишком горячая, чтобы быть потенциально пригодной для жизни.

В астрономическом плане система Глизе 581 находится относительно близко к Земле, на расстоянии 20,55 лет (194 триллиона километров; 121 триллион миль) в направлении созвездия Весов световых . Это расстояние, а также координаты склонения и прямого восхождения дают ее точное местоположение в Млечном Пути .

Открытие

Команда опубликовала документ о своих выводах от 27 апреля 2007 года, опубликованный в июльском журнале Astronomy & Astrophysicals . На момент открытия сообщалось, что это первая потенциально похожая на Землю планета в обитаемой зоне своей звезды. и самая маленькая известная экзопланета вокруг звезды главной последовательности , но 21 апреля 2009 года было объявлено о появлении еще одной планеты, вращающейся вокруг Глизе 581, Глизе 581e , с приблизительной массой 1,9 массы Земли . В статье они также заявили об открытии еще одной планеты в системе, Gliese 581d , с минимальной массой 7,7 массы Земли и большой полуосью 0,25 астрономических единиц .

Физические характеристики

Масса

Существование Gliese 581c и ее масса были измерены методом лучевых скоростей обнаружения экзопланет . Масса планеты рассчитывается по небольшим периодическим движениям вокруг общего центра масс родительской звезды Глизе 581 и ее планет. Когда все планеты соответствуют кеплеровскому решению, минимальная масса планеты определяется как 5,5 массы Земли. Метод лучевых скоростей сам по себе не может определить истинную массу, но она не может быть намного больше этой, иначе система была бы динамически нестабильной. Динамическое моделирование системы Глизе 581, в котором предполагается, что орбиты планет компланарны , показывает, что планеты не могут превышать свою минимальную массу примерно в 1,6–2 раза, иначе планетная система будет нестабильной (в первую очередь это происходит из-за взаимодействия между планетами e и b). ). Для Gliese 581c верхняя граница составляет 10,4 массы Земли.

Исследование 2024 года определило наклон планеты, что позволило определить ее истинную массу, которая примерно на 30% превышает минимальную массу, составляющую около 6,8 массы Земли .

Радиус

Поскольку Gliese 581c не была обнаружена в пути, измерения ее радиуса не проводились. Более того, метод лучевых скоростей, используемый для его обнаружения, устанавливает лишь нижний предел массы планеты, а это означает, что теоретические модели радиуса и структуры планеты могут иметь лишь ограниченное применение. Однако, если предположить случайную ориентацию орбиты планеты, истинная масса, вероятно, будет близка к измеренной минимальной массе.

Предполагая, что истинная масса — это минимальная масса, радиус можно рассчитать с использованием различных моделей. Например, по мнению команды Удри, если Глизе 581c — каменистая планета с большим железным ядром, ее радиус должен быть примерно на 50% больше, чем у Земли. Гравитация на поверхности такой планеты была бы примерно в 2,24 раза сильнее, чем на Земле. Однако, если Глизе 581c — ледяная и/или водная планета, ее радиус будет меньше земного более чем в 2 раза, даже с очень большой внешней гидросферой , согласно моделям плотности, составленным Дианой Валенсией и ее командой для Глизе 876 d . Гравитация на поверхности такой ледяной и/или водной планеты будет как минимум в 1,25 раза сильнее, чем на Земле. Они утверждают, что реальное значение радиуса может находиться между двумя крайними значениями, рассчитанными с помощью моделей плотности, описанных выше.

Мнения других ученых расходятся. Сара Сигер из Массачусетского технологического института предположила, что Глизе 581c и другие планеты массой в пять земных могут быть:

• «скальные гиганты», большей частью состоящие из силиката ;
• планеты-пушечные ядра из твердого железа ;
• «газовые карлики», в основном состоящие из гелия и водорода ;
• богатые углеродом « алмазные миры»;
• чисто горячий « ледяной VII мир»;
• чисто « миры угарного газа ».

Если планета проходит мимо звезды, если смотреть со стороны Земли, радиус должен быть измерим, хотя и с некоторой неопределенностью. К сожалению, измерения, проведенные с помощью канадского космического телескопа МОСТ, показывают, что транзитов не происходит.

Новое исследование предполагает, что каменистые центры суперземель вряд ли эволюционируют в каменистые планеты земной группы, подобные внутренним планетам Солнечной системы, поскольку они, по-видимому, удерживают свои большие атмосферы. Вместо того, чтобы превратиться в планету, состоящую в основном из камня с тонкой атмосферой, небольшое каменное ядро ​​остается поглощенным большой, богатой водородом оболочкой.

Орбита

Орбиты системы Глизе 581 согласно модели четырех планет 2009 года. На снимке Глизе 581c — третья планета от звезды.

Глизе 581c имеет орбитальный период («год»), равный 13 земным дням. а радиус ее орбиты составляет всего около 7% от земного, около 11 миллионов км, а Земля находится на расстоянии 150 миллионов км от Солнца . Поскольку родительская звезда меньше и холоднее Солнца — и, следовательно, менее яркая — по мнению команды Удри, это расстояние помещает планету на «теплый» край обитаемой зоны вокруг звезды. Обратите внимание, что в астрофизике «обитаемая зона» определяется как диапазон расстояний от звезды, на которых планета может поддерживать жидкую воду на своей поверхности: это не следует понимать в том смысле, что окружающая среда планеты будет пригодна для жизни человека. ситуация, которая требует более ограниченного диапазона параметров. В любом случае, если судить по новым моделям обитаемой зоны, планета, скорее всего, слишком горячая, чтобы быть потенциально обитаемой.

Типичный радиус звезды M0 возраста и металличности Глизе 581 составляет 0,00128 а.е. против Солнца 0,00465 а.е. Эта близость означает, что главная звезда должна казаться наблюдателю на поверхности планеты, смотрящему на небо, в 3,75 раза шире и в 14 раз больше по площади, чем Солнце кажется с поверхности Земли.

Приливный шлюз

Из-за небольшого расстояния от Глизе 581 обычно считалось, что одно полушарие планеты всегда обращено к звезде (только день), а другое всегда обращено в сторону (только ночь), или, другими словами, находится в приливном запирании . Самая последняя орбитальная адаптация системы с учетом звездной активности указывает на почти круговую орбиту. но в более старых моделях использовался эксцентриситет от 0,10 до 0,22. Если бы орбита планеты была эксцентричной, она бы подверглась сильному приливному изгибу. Поскольку приливные силы сильнее, когда планета находится близко к звезде, ожидается, что эксцентричные планеты будут иметь период вращения, который короче, чем период их обращения, что также называется псевдосинхронизацией. Пример этого эффекта можно увидеть на Меркурии , который находится в приливном резонансе 3:2, совершая три оборота за каждые две орбиты. В любом случае, даже в случае приливного захвата 1:1, планета подвергнется либрации , а терминатор будет поочередно освещаться и затемняться во время либрации.

Модели эволюции орбиты планеты с течением времени предполагают, что нагрев, вызванный этим приливным запиранием, может играть важную роль в геологии планеты. Модели, предложенные учеными, предсказывают, что приливной нагрев может привести к увеличению теплового потока на поверхности примерно в три раза, чем у Ио спутника Юпитера , что может привести к крупной геологической активности, такой как вулканы и тектоника плит.

Обитаемость и климат

Исследование Gliese 581c, проведенное фон Бло и др. Команда пришла к выводу: «СуперЗемля Gl 581c явно находится за пределами обитаемой зоны, поскольку она находится слишком близко к звезде». Исследование Selsis et al. утверждает, что «планета в обитаемой зоне сама по себе не обязательно является обитаемой, и эта планета «находится за пределами того, что можно считать консервативной обитаемой зоной» родительской звезды, и далее, что если там была какая-то вода, то она была потеряна, когда Красный карлик был сильным излучателем рентгеновского и EUV-излучения, температура его поверхности могла колебаться от 700 до 1000 К (от 427 до 727 ° C ), как у современной Венеры . Температурные предположения других ученых были основаны на температуре (и теплоте) родительской звезды Глизе 581 и были рассчитаны без учета погрешности (96 °C/K) для температуры звезды от 3432 К до 3528 К. что приводит к большому диапазону освещенности планеты даже до того, как будет принят во внимание эксцентриситет.

Эффективные температуры

Используя измеренную звездную светимость Глизе 581, составляющую 0,013 светимости Солнца, можно рассчитать эффективную температуру Глизе 581c , или температуру черного тела , которая, вероятно, отличается от температуры ее поверхности . По мнению команды Удри, эффективная температура для Глизе 581c, если предположить, что альбедо (отражательная способность), такая как у Венеры (0,64), составит -3 ° C (27 ° F ), а если предположить, что альбедо земного (0,296), это будет 40 ° C (104 ° F), диапазон температур, который перекрывается с диапазоном, при котором вода становится жидкой при давлении в 1 атмосферу . Однако эффективная температура и фактическая температура поверхности могут сильно различаться из-за парниковых свойств атмосферы планеты. Например, эффективная температура Венеры составляет -41 °C (-42 °F), но температура поверхности 464 °C (867 °F) (в основном из-за атмосферы, содержащей 96,5% углекислого газа ), разница составляет около 505 °C. °С (910 °Ф).

Исследования обитаемости (т.е. жидкой воды для экстремофильных форм жизни) пришли к выводу, что Глизе 581c, скорее всего, будет страдать от безудержного парникового эффекта , аналогичного тому, что наблюдается на Венере , и поэтому маловероятно, что она будет пригодна для жизни. Тем не менее, этот безудержный парниковый эффект можно было бы предотвратить за счет наличия достаточного отражающего облачного покрова на дневной стороне планеты. В качестве альтернативы, если бы поверхность была покрыта льдом, она имела бы высокое альбедо (отражательную способность) и, таким образом, могла бы отражать достаточное количество падающего солнечного света обратно в космос, чтобы сделать планету слишком холодной для жизни, хотя ожидается, что эта ситуация будет очень нестабильной. за исключением очень высоких альбедо, превышающих примерно 0,95 (т.е. лед): выброс углекислого газа в результате вулканической активности или водяного пара из-за нагрева в подзвездной точке мог бы вызвать безудержный парниковый эффект.

Жидкая вода

Глизе 581c, вероятно, находится за пределами обитаемой зоны . обнаружено не было Прямых доказательств присутствия воды , и, вероятно, она не присутствует в жидком состоянии. Методы, подобные тому, который использовался для измерения внесолнечной планеты HD 209458 b, могут в будущем использоваться для определения присутствия воды в форме пара в атмосфере планеты , но только в том редком случае, когда планета имеет орбиту, выровненную так, чтобы пройти мимо своей звезды, чего, как известно, Глизе 581c не делала.

Модели с приливной блокировкой

Теоретические модели предсказывают, что летучие соединения, такие как вода и углекислый газ , если они присутствуют, могут испаряться в палящем зное на солнечной стороне, мигрировать на более прохладную ночную сторону и конденсироваться, образуя ледяные шапки . Со временем вся атмосфера может превратиться в ледяные шапки на ночной стороне планеты. Однако остается неизвестным, присутствует ли вообще на поверхности Gliese 581c вода и/или углекислый газ. В качестве альтернативы, атмосфера, достаточно большая, чтобы быть стабильной, могла бы распространять тепло более равномерно, обеспечивая более широкую обитаемую площадь на поверхности. Например, хотя Венера имеет небольшой наклон оси, очень мало солнечного света достигает поверхности на полюсах. Низкая 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.

Сообщение с Земли

«Послание с Земли» (AMFE) — это мощный цифровой радиосигнал, который был отправлен 9 октября 2008 года в сторону Глизе 581c. Сигнал представляет собой цифровую капсулу времени , содержащую 501 сообщение, отобранное посредством конкурса на сайте социальной сети Bebo . Сообщение было отправлено с помощью РТ- телескопа Госкосмоса Украины 70 радиолокационного . Сигнал достигнет планеты Глизе 581c в начале 2029 года. Более полумиллиона человек, включая знаменитостей и политиков, приняли участие в проекте AMFE, который стал первой в мире цифровой капсулой времени, контент которой выбирался публикой.

По состоянию на 22 января 2015 года сообщение преодолело 59,48 трлн км из 192 трлн км, что составляет 31,0% расстояния до системы Gliese 581.

См. также

• Околозвездная обитаемая зона (феномен Златовласки)
• КоРоТ-7б
• Межзвездное путешествие
• Планетарная обитаемость

Дальнейшее чтение

СМИ сообщают

• Деннис Овербай (12 июня 2007 г.). «На одной планете слишком жарко для жизни, но другая может подойти» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 5 июня 2015 года . Проверено 11 июля 2009 г.
• «Астрономы обнаружили первую планету, похожую на Землю, в обитаемой зоне» . Европейская южная обсерватория . 25 апреля 2007 г. Архивировано из оригинала 28 августа 2008 г. Проверено 20 июня 2008 г.
• «В космосе обнаружена новая «супер-Земля»» . Новости Би-би-си . 25 апреля 2007 г. Архивировано из оригинала 5 марта 2012 г. Проверено 20 июня 2008 г.
• Тан, Кер (24 апреля 2007 г.). «Главное открытие: новая планета может содержать воду и жизнь» . SPACE.com . Архивировано из оригинала 24 декабря 2010 года . Проверено 20 июня 2008 г.
• Хейзел Мьюир (25 апреля 2007 г.). « Планета «Златовласка» может быть подходящей для жизни» . Новое научное пространство. Архивировано из оригинала 18 апреля 2009 года . Проверено 29 августа 2017 г.

• «Астрономы нашли первую обитаемую планету, похожую на Землю» . Научный блоггинг.com. 24 апреля 2007 г. Архивировано из оригинала 16 марта 2009 г. Проверено 25 апреля 2007 г.

• Ян Сэмпл (24 апреля 2007 г.). « «Вторая Земля» может означать, что мы не одиноки» . Индус . Архивировано из оригинала 6 июня 2009 года . Проверено 26 апреля 2007 г.

• Дж. Р. Минкл (24 апреля 2007 г.). «Все мокрое? Астрономы заявляют об открытии планеты, похожей на Землю» . Научный американец . Архивировано из оригинала 13 октября 2007 года . Проверено 26 апреля 2007 г.

• «Отдаленная планета признана возможно обитаемой» . Мировая наука. 23 апреля 2007 г. Архивировано из оригинала 26 апреля 2009 г. Проверено 4 мая 2007 г.

• АНИ (23 апреля 2007 г.). «Обнаружена первая обитаемая планета типа Земля за пределами Солнечной системы» . DailyIndia.com. Архивировано из оригинала 27 апреля 2007 года.

Неновостные СМИ

• «Художественные концепции внесолнечной планеты Глизе 581 c» . Космографика . Проверено 20 июня 2008 г.
• «Сосед: Глизе 581c» . Геохимическое общество . Архивировано из оригинала 27 декабря 2007 года . Проверено 6 декабря 2007 г.
• «Красный, готовый и способный: статья New Scientist 2001 г. о типах планет, которые могут находиться вокруг звезд красных карликов» . KenCroswell.com . Архивировано из оригинала 30 апреля 2008 года . Проверено 20 июня 2008 г.
• Немиров Р.; Боннелл, Дж., ред. (2 мая 2007 г.). «Восход солнца с поверхности Глизе 581c» . Астрономическая картина дня . НАСА . Проверено 20 июня 2008 г.

Внешние ссылки

• Глизе 581 - «Красный карлик» и значение его «землеподобной» планеты. Глизе 581c. Архивировано 5 декабря 2010 г. в Wayback Machine.