stringtranslate.com

Глизе 581d

Gliese 581d / ˈ ɡ l z ə / (часто сокращается до Gl 581d или GJ 581d ) — сомнительный и часто оспариваемый кандидат в экзопланеты , вращающийся внутри системы Глизе 581 , примерно в 20,4 световых годах от нас в созвездии Весов . Это была третья планета в системе и четвертая (в 4-планетной модели) или пятая (в опровергнутой 5- или 6-планетной модели) по порядку от звезды. Многочисленные последующие исследования показали, что планетарный сигнал на самом деле возникает в результате звездной активности, и, следовательно, планеты не существует, [4] [5] [6] [7] , но это остается спорным. [8]

Хотя эта супер-Земля значительно массивнее Земли (минимальная масса 6,98 массы Земли), она была первой экзопланетой относительно малой массы , которая считалась вращающейся в пределах обитаемой зоны своей родительской звезды. Предполагая его существование, компьютерное моделирование климата подтвердило возможность существования поверхностных вод, и эти факторы в совокупности обеспечивают относительно высокую степень обитаемости планеты . [9] [10]

История

Открытие

Команда астрономов под руководством Стефана Удри из Женевской обсерватории использовала инструмент HARPS на 3,6-метровом телескопе Европейской южной обсерватории в Ла Силья , Чили , чтобы обнаружить планету в 2007 году. Команда Удри применила метод лучевой скорости , в котором минимальная масса Размер планеты определяется на основе небольших возмущений, которые она вызывает на орбите своей родительской звезды посредством гравитации . Это исследование оценило орбитальный период планеты в 83 дня. [1]

В конце апреля 2009 года первоначальная группа исследователей пересмотрела свою первоначальную оценку параметров орбиты планеты, обнаружив, что она вращается ближе к своей звезде, чем первоначально предполагалось, с орбитальным периодом 66,8 дней. Они пришли к выводу, что планета находится в обитаемой зоне, где может существовать жидкая вода. [11] Исследование совмещения данных о лучевых скоростях, проведенное в 2010 году, показало, что истинный период Gliese 581d остается неясным, возможно даже однодневный период. [12] Более поздние модели системы, включая планету d, созданные в 2010–2013 годах, поддерживали 67-дневный период. [3] [2]

Спорное существование

В сентябре 2012 года Роман Балуев отфильтровал «красный шум» из данных Кека и пришел к выводу, что существование этой планеты вероятно только с точностью до 2,2 стандартных отклонений и, следовательно, является неопределенным. [13] Однако ранее в том же году SS Vogt ( USNO ) вместе с Р.П. Батлером и Н. Хагигипуром опубликовали исследование, которое подтвердило существование планеты с гораздо более высокой вероятностью; [14] они также провели динамический анализ системы. Дополнительная работа по Глизе 581 как системе из четырех планет (таким образом, включая планету d), демонстрирующая ее долгосрочную орбитальную стабильность, была проведена Макаровым и соавторами. [15]

Исследование, проведенное в 2014 году, пришло к выводу, что Глизе 581d является «артефактом звездной активности, который, если его не полностью исправить, приводит к ложному обнаружению планеты g ». [4] [16] [17] В 2015 году исследование Гиллема Англада-Эскуде и Микко Туоми поставило под сомнение работу 2014 года, заявив о значительном недостатке принятого статистического метода; [18] [19] [20] однако это исследование было опубликовано вместе с опровержением, сделанным командой, опубликовавшей опровержение в 2014 году. [21] Другое исследование 2015 года подтвердило вывод о том, что сигнал лучевой скорости возникает в результате звездной активности, [22] а исследование 2016 года предоставило дополнительные убедительные доказательства этого. [5]

В 2016 году Э. Р. Ньютон и его коллеги отметили, что для ранних карликов M орбитальные периоды планет в их обитаемых зонах могут совпадать с периодом вращения звезды (или, в редких случаях, как у Gliese 581d, с его долей); этот аспект серьезно усложняет проверку любых таких планет. [23]

Доказательства, основанные на статье 2022 года, подтвердили результаты предыдущих исследований, предполагающие, что объявление о Gliese 581d произошло из-за ложного обнаружения из-за звездной активности. В этой работе используется обновленная методика корреляции звездной активности с сигналами RV. [7]

В исследовательской записке 2024 года утверждалось, что существование Gliese 581d все еще возможно на основе новых измерений периода вращения Gliese 581 на148,7 ± 0,8 сут , в отличие от предыдущего значения130 ± 2 дня из исследования 2014 года, опровергающего существование планеты. Этот новый период вращения не кратен предполагаемому периоду вращения планеты. Однако повторный анализ данных о лучевой скорости не проводился, поэтому, чтобы сделать вывод, потребуются дальнейшие исследования. [8]

Орбитальные характеристики

Считалось, что Gliese 581d вращается вокруг Gliese 581 на расстоянии 0,21847 а.е., что составляет примерно пятую часть расстояния, на котором Земля вращается вокруг Солнца, хотя эксцентриситет ее орбиты не был подтвержден. Существовали две модели его орбиты: круглая, как у Земли, и эксцентричная, как у Меркурия . Они были основаны на шестипланетной и четырехпланетной модели системы Глизе 581 соответственно. Согласно модели четырех планет, Глизе 581d, скорее всего, находилась бы в спин-орбитальном резонансе 2:1, вращаясь дважды на каждой орбите своей родительской звезды. Следовательно, день на Глизе 581d должен длиться примерно 67 земных дней. [15] [24]

Орбитальное расстояние помещает его на внешние границы обитаемой зоны - расстояние, на котором считается возможным существование воды на поверхности планетарного тела. На момент открытия орбита планеты первоначально считалась более удаленной. Однако в конце апреля 2009 года первоначальная группа исследователей пересмотрела свою первоначальную оценку параметров орбиты планеты, обнаружив, что она вращается ближе к своей звезде, чем первоначально предполагалось, с орбитальным периодом 66,87 дней. Они пришли к выводу, что планета находится в обитаемой зоне, где может существовать жидкая вода. [11] [25] Более того, данные [26] также позволяют предположить, что предполагаемая экзопланета [27] может иметь по крайней мере один [28] или более крупных океанов.

Физические характеристики

Движение родительской звезды указывает на минимальную массу Gliese 581d, равную 5,6 массы Земли (более ранние анализы давали более высокие значения). [3] Динамическое моделирование системы Глизе 581 в предположении, что орбиты трех планет компланарны, показывает, что система становится неустойчивой, если массы планет превышают минимальные значения в 1,6–2 раза. Используя более ранние минимальные значения массы Gliese 581d, это подразумевает верхний предел массы Gliese 581d в 13,8 массы Земли. [11] Однако состав планеты неизвестен.

Климат и обитаемость

Обитаемая зона Глизе 581 по сравнению с обитаемой зоной нашей Солнечной системы: Глизе 581d находится у внешнего края.

Поскольку неизвестно, как планета прошла от Земли, а атмосферные условия невозможно наблюдать с помощью современных технологий, на сегодняшний день наличие атмосферы на планете не подтверждено. Таким образом, все прогнозы климата планеты основаны на предсказанных орбитах и ​​компьютерном моделировании теоретических атмосферных условий.

Поскольку считалось, что Gliese 581d вращается за пределами обитаемой зоны своей звезды, первоначально считалось, что на ней слишком холодно для присутствия жидкой воды. Благодаря пересмотренной орбите в 2009 году климатическое моделирование, проведенное исследователями во Франции в 2011 году, показало возможные температуры, подходящие для поверхностных вод при достаточном атмосферном давлении. [29] По словам Стефана Удри , «она может быть покрыта «большим и глубоким океаном»; это первый серьезный кандидат на планету-океан ». [30]

В среднем интенсивность света, который Глизе 581d получает от своей звезды, составляет около 30% интенсивности света, который Земля получает от Солнца. Для сравнения, интенсивность солнечного света на Марсе составляет около 40% от интенсивности солнечного света на Земле. [29] Это может означать, что Gliese 581d слишком холоден, чтобы поддерживать жидкую воду, и, следовательно, непригоден для жизни. Однако парниковый эффект в атмосфере может значительно повысить температуру планеты. Например, средняя температура Земли будет составлять около -18 °C [31] без каких-либо парниковых газов и варьироваться от примерно 100 °C днем ​​до -150 °C ночью, очень похоже на ту, что наблюдается на Луне . Если атмосфера Глизе 581d создает достаточно сильный парниковый эффект , а геофизика планеты стабилизирует уровни CO 2 (как это происходит на Земле посредством тектоники плит), тогда температура поверхности может обеспечить круговорот жидкой воды, что, предположительно, позволит планете поддерживать жизнь. [32] [33] [34] [35] Расчеты Barnes et al. предполагают, однако, что приливное нагревание слишком низкое, чтобы поддерживать активную тектонику плит на планете, если только радиогенное нагревание не окажется несколько выше ожидаемого. [36]

Gliese 581d, вероятно, слишком массивен, чтобы быть сделанным только из скального материала. Возможно, первоначально она сформировалась на более отдаленной орбите как ледяная планета, которая затем мигрировала ближе к своей звезде. [9] [37]

Если Gliese 581d существует, это будет первая суперземля, обнаруженная в обитаемой зоне за пределами Солнечной системы, согласно работе, опубликованной в 2007 году. [9] [10]

Привет с Земли

В рамках празднования Национальной недели науки в Австралии в 2009 году журнал Cosmos запустил веб-сайт под названием «Привет с Земли» для сбора сообщений для передачи на Глизе 581d. Максимальная длина сообщений составляла 160 символов, и они были ограничены английским языком . Всего было собрано 25 880 сообщений из 195 стран мира. Сообщения были переданы с 70-метрового радиотелескопа DSS-43 Канберрского комплекса дальней космической связи в Тидбинбилле, Австралия , 28 августа 2009 года. [38]

В популярной культуре

Глизе 581d — место действия эпизода « Улыбка » сериала « Доктор Кто ». [39] Это также показано в сериале «Во Вселенную» Стивена Хокинга « Эпизод 3: История всего», а также в эпизодах 3 и 8 второго сезона сериала « Как устроена Вселенная» .

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Удри, Стефан; Бонфилс, Ксавье; Дельфосс, Ксавье; Форвей, Тьерри; Мэр Мишель; Перье, Кристиан; Буши, Франсуа; Ловис, Кристоф; Пепе, Франческо; Кело, Дидье; Берто, Жан-Лу (2007). «HARPS ищет южные внесолнечные планеты XI. Суперземли (5 и 8 ME) в системе из трех планет» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 469 (3): L43–L47. arXiv : 0704.3841 . Бибкод : 2007A&A...469L..43U. дои : 10.1051/0004-6361:20077612. S2CID  119144195. Архивировано из оригинала (PDF) 8 октября 2010 г.
  2. ^ Аб Хатцес, AP (август 2013 г.). «Исследование переменности лучевой скорости GJ 581: о значении GJ 581g». Астрономические Нахрихтен . 334 (7): 616. arXiv : 1307.1246 . Бибкод : 2013AN....334..616H. дои : 10.1002/asna.201311913. S2CID  119186582.
  3. ^ abcd Фогт, СС; и другие. (2010). «Обзор экзопланеты Лика-Карнеги: планета размером 3,1 млн. Е в обитаемой зоне близлежащей звезды M3V Глизе 581». Астрофизический журнал . 723 (1): 954–965. arXiv : 1009.5733 . Бибкод : 2010ApJ...723..954В. дои : 10.1088/0004-637X/723/1/954. S2CID  3163906.
  4. ^ Аб Робертсон, Пол; Махадеван, Суврат ; Эндл, Майкл; Рой, Арпита (3 июля 2014 г.). «Звездная активность, маскирующаяся под планеты в обитаемой зоне М-карлика Глизе 581». Наука . 345 (6195): 440–444. arXiv : 1407.1049 . Бибкод : 2014Sci...345..440R. CiteSeerX 10.1.1.767.2071 . дои : 10.1126/science.1253253. PMID  24993348. S2CID  206556796. 
  5. ^ Аб Хатцес, AP (2016). «Периодические гавариации в GL 581: дополнительные доказательства происхождения активности от GL 581d». Астрономия и астрофизика . 585 : А144. arXiv : 1512.00878 . Бибкод : 2016A&A...585A.144H. дои : 10.1051/0004-6361/201527135. S2CID  55623630.
  6. ^ Трифонов, Т.; Кюрстер, М.; и другие. (февраль 2018 г.). «CARMENES ищет экзопланеты вокруг M-карликов. Первые измерения лучевых скоростей по визуальным каналам и обновления орбитальных параметров семи планетных систем M-карликов». Астрономия и астрофизика . 609 : А117. arXiv : 1710.01595 . Бибкод : 2018A&A...609A.117T. дои : 10.1051/0004-6361/201731442.
  7. ^ аб Додсон-Робинсон, Сара Э.; Дельгадо, Виктор Рамирес; Харрелл, Джастин; Хейли, Шарлотта Л. (01 апреля 2022 г.). «Когерентность в квадрате величины: мощный инструмент для отделения доплеровских открытий планет от звездной активности». Астрономический журнал . 163 (4): 169. arXiv : 2201.13342 . Бибкод : 2022AJ....163..169D. дои : 10.3847/1538-3881/ac52ed . ISSN  0004-6256. S2CID  246430514.
  8. ^ Аб Кунц, Манфред; Энгл, Скотт Г.; Гинан, Эдвард Ф. (январь 2024 г.). «Некогда отмененная обитаемая зона Супер-Земли Глизе 581d действительно может существовать!». Исследовательские записки ААС . 8 (1). Бибкод : 2024RNAAS...8...20C. дои : 10.3847/2515-5172/ad1de4 .
  9. ^ abc фон Бло, В.; Бунама, К.; Кунц, М.; Франк, С. (2007). «Обитаемость суперземель в Глизе 581». Астрономия и астрофизика . 476 (3): 1365–1371. arXiv : 0705.3758 . Бибкод : 2007A&A...476.1365V. дои : 10.1051/0004-6361:20077939. S2CID  14475537.
  10. ^ аб Селсис, Франк; Кастинг, Джеймс Ф.; Леврар, Бенджамин; Пайе, Джимми; Рибас, Игнаси; Дельфосс, Ксавье (2007). «Обитаемые планеты вокруг звезды Gl 581?». Астрономия и астрофизика . 476 (3): 1373–1387. arXiv : 0710.5294 . Бибкод : 2007A&A...476.1373S. дои : 10.1051/0004-6361:20078091. S2CID  11492499. Архивировано из оригинала 4 ноября 2018 г. Проверено 17 сентября 2021 г.
  11. ^ abc Мэр, Мишель; Бонфилс, Ксавье; Форвей, Тьерри; и другие. (2009). «HARPS ищет южные внесолнечные планеты, XVIII. Планета массы Земли в планетной системе GJ 581» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 507 (1): 487–494. arXiv : 0906.2780 . Бибкод : 2009A&A...507..487M. дои : 10.1051/0004-6361/200912172. S2CID  2983930. Архивировано из оригинала (PDF) 21 мая 2009 года.
  12. ^ Доусон, Ребекка И.; Фабрики, Дэниел К. (10 октября 2010 г.) [21 мая 2010 г. (т. 1)]. «Планеты с лучевой скоростью удалены. Новый короткий период для Супер-Земли 55 Cnc e». Астрофизический журнал . 722 (1): 937–953. arXiv : 1005.4050 . Бибкод : 2010ApJ...722..937D. дои : 10.1088/0004-637X/722/1/937. S2CID  118592734.
  13. ^ Роман Балуев (2012). «Влияние красного шума на поиск планет с лучевой скоростью: только три планеты вращаются вокруг GJ581?». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 429 (3): 2052–2068. arXiv : 1209.3154 . Бибкод : 2013MNRAS.429.2052B. doi : 10.1093/mnras/sts476.
  14. ^ Фогт, СС; Батлер, Р.П.; Хагигипур, Н. (2012). «Обновление GJ 581: дополнительные доказательства существования Супер-Земли в обитаемой зоне». Астрономические Нахрихтен . 333 (7): 561. arXiv : 1207.4515 . Бибкод : 2012AN....333..561V. дои : 10.1002/asna.201211707. S2CID  13901846.
  15. ^ аб Макаров, Валерий В.; и другие. (2012). «Динамическая эволюция и спин-орбитальные резонансы потенциально обитаемых экзопланет. Случай GJ 581d». Астрофизический журнал . 761 (2): 83. arXiv : 1208.0814 . Бибкод : 2012ApJ...761...83M. дои : 10.1088/0004-637X/761/2/83. S2CID  926755.
  16. ^ Кенкуа, Дуглас (7 июля 2014 г.). «Планеты земного типа могут быть всего лишь иллюзией». Газета "Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 29 марта 2019 года . Проверено 8 июля 2014 г.
  17. ^ «Новые сомнения в отношении двух из когда-либо найденных планет, наиболее похожих на Землю» . Новости ЦБК . Архивировано из оригинала 30 декабря 2016 года . Проверено 7 января 2017 г.
  18. ^ Англада-Эскуде, Гиллем; Туоми, Микко (6 марта 2015 г.). "Комментарий к статье "Звездная активность, маскирующаяся под планеты, в обитаемой зоне М-карлика Глизе 581"". Science . 347 (6226): 1080–b. arXiv : 1503.01976 . Bibcode : 2015Sci...347.1080A. doi : 10.1126/science.1260796. PMID  25745156. S2CID  5118513.
  19. ^ «Повторный анализ данных показывает, что« обитаемая »планета GJ 581d действительно может существовать» . Астрономия сейчас . 9 марта 2015 г. Архивировано из оригинала 20 мая 2015 г. . Проверено 27 мая 2015 г.
  20. ^ «Глизе 581d: новое исследование подтверждает существование одной из наиболее похожих на Землю известных внесолнечных планет» . 8 марта 2015 года. Архивировано из оригинала 7 июля 2019 года . Проверено 7 июля 2019 г.
  21. ^ Робертсон, Пол; Махадеван, Суврат; Эндл, Майкл; Рой, Арпита (2015). «Ответ на комментарий к статье «Звездная активность, маскирующаяся под планеты в обитаемой зоне М-карлика Глизе 581»". Science . 347 (6226): 1080. arXiv : 1503.02565 . Bibcode : 2015Sci...347.1080R. doi : 10.1126/science.1260974. PMID  25745157. S2CID  206562664.
  22. ^ Суарес Маскареньо, А.; и другие. (Сентябрь 2015 г.), «Периоды вращения карликовых звезд поздних типов из спектроскопии временных рядов высокого разрешения хромосферных индикаторов», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества , 452 (3): 2745–2756, arXiv : 1506.08039 , Bibcode : 2015MNRAS .452.2745S, doi : 10.1093/mnras/stv1441, S2CID  119181646.
  23. ^ Ньютон, Элизабет Р.; Ирвин, Джонатан; Шарбонно, Дэвид; Берта-Томпсон, Закори К.; Диттманн, Джейсон А. (2016). «Влияние вращения звезд на возможность обнаружения обитаемых планет вокруг M-карликов». Письма астрофизического журнала . 821 (1): Л 19 (6 стр.). arXiv : 1604.03135 . Бибкод : 2016ApJ...821L..19N. дои : 10.3847/2041-8205/821/1/L19 . S2CID  73538034.
  24. ^ Хеллер, Рене; Барнс, Рори; Леконт, Жереми. (август 2011 г.). «Обитаемость внесолнечных планет и эволюция приливного вращения». Происхождение жизни и эволюция биосфер . Onlinefirst (6): 539–543. arXiv : 1108.4347 . Бибкод : 2011OLEB...41..539H. doi : 10.1007/s11084-011-9252-3. PMID  22139513. S2CID  10154158.
  25. ^ «Самая легкая экзопланета, когда-либо обнаруженная» . eso.org. 21 апреля 2009 г. Архивировано из оригинала 5 июля 2009 г. Проверено 21 апреля 2009 г.
  26. ^ Р. Стюарт, (2013). «Первый вид на Gliese-581 d; Предварительный обзор поверхности (Часть 1). Издатель — (IJAAR), (Выпуск 2013 г.). At-http://www.journals-of-science.com/5-feature- Research-pap.html Архивировано 5 ноября 2012 г. в Wayback Machine.
  27. ^ СТЮАРТ, Р., СЕЛЕБОНОВИК, В., АГИАР, О.А., ЧАТЦИТЕОДОРИДИС, Э., АККЕРМАН, Дж., РОМАН, М., АРТУЗО, Г., ТРЕНТАДЮ, В., САМАДИ, А., АРИСТИЗАБАЛ, директор по информационным технологиям и другие . Глизе 581d; Виды его атмосферных, топографических, геологических и океанических условий (Часть 2). Журнал Международного общества рецензентов. Доступно по адресу: «8-Астрономия - Исследования Стюарта». Архивировано из оригинала 30 августа 2013 г. Проверено 1 сентября 2013 г.. Вкратце это показывает топографию геологии атмосферы и условия океана.
  28. ^ АГИАР, О.А., СТЮАРТ, Р., АРТУЗО, Г., САМАДИ, А., АРИСТИЗАБАЛ, директор по информационным технологиям, АККЕРМАН, МЛАДШИЙ, ТРЕНТАДЬЮ, В. (Возможное) подтверждение Первых экзоокеанов. Pluralidade 1: 82–95, 2013. По адресу: http://www.pluralidade.info/Eindex.html. Архивировано 29 июля 2014 г. в Wayback Machine .
  29. ^ AB Вордсворт, Р.; и другие. (2011). «Глизе 581d — первая обнаруженная экзопланета земной массы в обитаемой зоне». Астрофизический журнал . 733 (2): Л48. arXiv : 1105.1031 . Бибкод : 2011ApJ...733L..48W. дои : 10.1088/2041-8205/733/2/L48. S2CID  16349424.
  30. ^ «Самая легкая из когда-либо обнаруженных экзопланет». Архивировано 24 мая 2011 г. в Wayback Machine , Европейская южная обсерватория. 21 апреля 2009 г. По состоянию на 10 июня 2011 г.
  31. ^ «Часто задаваемые вопросы о глобальном потеплении» . Lwf.ncdc.noaa.gov. 08.05.2008. Архивировано из оригинала 19 января 2009 г. Проверено 18 января 2009 г.
  32. ^ фон Бло, В.; и другие. (2008). «Обитаемость суперземель: Глизе 581c и 581d». Труды Международного астрономического союза . 3 : 503–506. arXiv : 0712.3219 . Бибкод : 2008IAUS..249..503В. дои : 10.1017/S1743921308017031. S2CID  113406160.
  33. ^ «Мечты Центавра» Архив блога » Глизе 581d: В конце концов, обитаемый мир?» Centauri-dreams.org. 13 декабря 2007 г. Архивировано из оригинала 22 декабря 2015 г. Проверено 18 января 2009 г.
  34. ^ «Новая «Супер Земля 2» обнаружена в созвездии Весов» . Dailygalaxy.com. 15 июня 2007 г. Архивировано из оригинала 11 января 2009 г. Проверено 18 января 2009 г.
  35. ^ Вордсворт, Робин; Франсуа Форже; Франк Селсис; Эуарн Миллур; Бенджамин Чарне; Жан-Батист Мадлен (2011). «Глизе 581d — первая обнаруженная экзопланета земной массы в обитаемой зоне». Астрофизический журнал . 733 (2): Л48. arXiv : 1105.1031 . Бибкод : 2011ApJ...733L..48W. дои : 10.1088/2041-8205/733/2/L48. S2CID  16349424.
  36. ^ Барнс, Рори; Джексон, Брайан; Гринберг, Ричард; Рэймонд, Шон Н. (9 июня 2009 г.). «Приливные пределы обитаемости планет». Астрофизический журнал . 700 (1): L30–L33. arXiv : 0906.1785 . Бибкод : 2009ApJ...700L..30B. дои : 10.1088/0004-637X/700/1/L30. S2CID  16695095.
  37. ^ «Оправдавшиеся надежды на жизнь на далекой планете» . Space.com . 18 июня 2007 г. Архивировано из оригинала 15 декабря 2010 г. Проверено 18 июня 2007 г.
  38. ^ Дженкинс, Саймон (28 августа 2009 г.). «Земля посылает в космос 25 000 приветов». Брисбен Таймс. Архивировано из оригинала 14 июля 2014 г. Проверено 16 сентября 2009 г.
  39. ^ «Посетите захватывающий мир колонии Доктора Кто... в Валенсии» . Архивировано из оригинала 27 апреля 2017 г. Проверено 22 апреля 2017 г.

Внешние ссылки