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Gliese 581

Gliese 581 ( / ɡ l iː z ə / ) es una estrella enana roja de tipo espectral M3V en el centro del sistema planetario Gliese 581, a unos 20,5 años luz de la Tierra en la constelación de Libra . Su masa estimada es aproximadamente un tercio de la del Sol , y es el 101º sistema estelar más cercano conocido al Sol. [18] Gliese 581 es una de las enanas M más antiguas y menos activas conocidas. Su baja actividad estelar mejora la probabilidad de que sus planetas retengan atmósferas significativas y disminuye el impacto esterilizante de las erupciones estelares . [19]

Historia de las observaciones

Gliese 581 se conoce al menos desde 1886, cuando fue incluido en Southern Durchmusterung (SD) de Eduard Schönfeld , la cuarta parte de Bonner Durchmusterung . La designación correspondiente es BD -7 4003. [20]

Características

Tamaño del Sol (izquierda) y Gliese 581 (derecha)

El nombre Gliese 581 se refiere al número de catálogo del catálogo Gliese de estrellas cercanas de 1957 de 965 estrellas ubicadas dentro de 20 parsecs de la Tierra . Otros nombres de esta estrella incluyen BD-07° 4003 ( catálogo BD , primera publicación conocida) y HO Librae ( designación de estrella variable ). No tiene un nombre individual como Sirius o Procyon . [6] [17] La ​​estrella es una enana roja con tipo espectral M3V, ubicada a 20,5 años luz de la Tierra . Se encuentra a unos dos grados al norte de Beta Librae , la estrella más brillante de la constelación de Libra . Se estima que su masa es aproximadamente un tercio de la del Sol , y es el 101º sistema estelar conocido más cercano (incluidas las enanas marrones ) al Sol. [18]

Una estrella enana de clase M como Gliese 581 tiene una masa mucho menor que la del Sol, lo que hace que la región central de la estrella fusione hidrógeno a un ritmo significativamente menor. A partir de la magnitud aparente y la distancia, los astrónomos han estimado una temperatura efectiva de 3200 K y una luminosidad visual del 0,2% de la del Sol. [21] Sin embargo, una enana roja como Gliese 581 irradia principalmente en el infrarrojo cercano , con una emisión máxima en una longitud de onda de aproximadamente 830 nm (estimada utilizando la ley de desplazamiento de Wien , que supone que la estrella irradia como un cuerpo negro ), por lo que tal La estimación subestimará la luminosidad total de la estrella. [5] (A modo de comparación, la emisión máxima del Sol es de aproximadamente 530 nm, en el medio de la parte visible del espectro). Cuando se tiene en cuenta la radiación en todo el espectro (no solo la parte que los humanos son capaces de captar), ver), algo conocido como corrección bolométrica, esta estrella tiene una luminosidad bolométrica del 1,2% de la luminosidad total del Sol . [12] Un planeta tendría que estar situado mucho más cerca de esta estrella para recibir una cantidad de energía comparable a la de la Tierra. La región del espacio alrededor de una estrella donde un planeta recibiría aproximadamente la misma energía que la Tierra a veces se denomina " Zona Ricitos de Oro " o, más prosaicamente, zona habitable . La extensión de dicha zona no es fija y es muy específica de cada sistema planetario . [22] Gliese 581 es una estrella muy antigua. Su lenta rotación la hace muy inactiva, lo que la hace más adecuada que la mayoría de las enanas rojas para tener planetas habitables. [19]

Gliese 581 está clasificada como una estrella variable del tipo BY Draconis y se le ha dado la designación de estrella variable HO Librae. Esta es una estrella que exhibe variabilidad debido a la presencia de manchas estelares combinadas con la rotación de la estrella. Sin embargo, la variabilidad medida está cerca del margen de error y, si es real, lo más probable es que sea una variabilidad a largo plazo. [5] Su brillo es estable al 1%. [23] Gliese 581 emite rayos X. [24]

Sistema planetario

El sistema planetario Gliese 581 es el sistema ligado gravitacionalmente que comprende la estrella Gliese 581 y los objetos que la orbitan. Se sabe que el sistema consta de al menos tres planetas descubiertos utilizando el método de velocidad radial , junto con un disco de escombros . La notoriedad del sistema se debe principalmente a los primeros descubrimientos exoplanetológicos , entre 2008 y 2010, de posibles planetas terrestres que orbitan dentro de su zona habitable y a la proximidad relativamente cercana del sistema al Sistema Solar a 20 años luz de distancia. Sin embargo, su historial de observación ha sido controvertido debido a detecciones falsas, y el método de la velocidad radial proporciona poca información sobre los planetas más allá de su masa.

Se cree que los planetas confirmados están ubicados cerca de la estrella y tienen órbitas casi circulares. En orden de distancia a la estrella, estos son Gliese 581e , Gliese 581b y Gliese 581c . Las letras representan el orden de descubrimiento, siendo b el primer planeta descubierto alrededor de la estrella.

Historial de observación

El primer anuncio de un planeta alrededor de la estrella fue Gliese 581b, descubierto por astrónomos del Observatorio de Ginebra en Suiza y de la Universidad de Grenoble en Francia. Detectado en agosto de 2005 y utilizando numerosos datos del espectrómetro ESO/ HARPS, fue el quinto planeta descubierto alrededor de una enana roja. [5] Otras observaciones realizadas por el mismo grupo dieron como resultado la detección de dos planetas más, Gliese 581c y Gliese 581d . [21] [27] [28] Originalmente se pensó que el período orbital de Gliese 581d era de 83 días, pero luego se revisó a un valor inferior de 67 días. [29] La distancia orbital revisada lo ubicaría en los límites exteriores de la zona habitable, la distancia a la que se cree posible que exista agua líquida en la superficie de un cuerpo planetario, dadas las condiciones atmosféricas favorables. Se estima que Gliese 581d recibe alrededor del 30% de la intensidad de la luz que la Tierra recibe del Sol. En comparación, la luz solar en Marte tiene aproximadamente el 40% de la intensidad de la de la Tierra, aunque si hay altos niveles de dióxido de carbono en la atmósfera planetaria, el efecto invernadero podría mantener las temperaturas por encima del punto de congelación. [30]

El siguiente descubrimiento fue el del planeta interior Gliese 581e , también realizado por el Observatorio de Ginebra y utilizando datos del instrumento HARPS, anunciado el 21 de abril de 2009. [29] Este planeta, con una masa mínima de 1,9 Tierras, era en aquel momento el El exoplaneta confirmado menos masivo identificado alrededor de una estrella de la secuencia principal. [28]

El 29 de septiembre de 2010, los astrónomos que utilizaron el Observatorio Keck propusieron dos planetas adicionales, Gliese 581f y Gliese 581g , ambos en órbitas casi circulares basándose en el análisis de una combinación de conjuntos de datos de los instrumentos HARPS y HIRES . Se pensaba que el planeta propuesto Gliese 581f era un planeta de 7 masas terrestres en una órbita de 433 días y demasiado frío para soportar agua líquida. El candidato a planeta Gliese 581g atrajo más atención: apodado el Mundo de Zarmina por uno de sus descubridores, [31] la masa prevista de Gliese 581g estaba entre 3 y 4 masas terrestres, con un período orbital de 37 días. Se calculó que la distancia orbital estaba dentro de la zona habitable de la estrella, aunque se esperaba que el planeta estuviera bloqueado por mareas con un lado del planeta siempre mirando a la estrella. [31] [32] En una entrevista con Lisa-Joy Zgorski de la Fundación Nacional de Ciencias , se le preguntó a Steven Vogt qué pensaba sobre las posibilidades de que existiera vida en Gliese 581g. Vogt se mostró optimista: "No soy biólogo, ni quiero actuar como tal en la televisión. Personalmente, dada la ubicuidad y la propensión de la vida a florecer dondequiera que pueda, diría que... las posibilidades de vida en este planeta están al 100%. Casi no tengo ninguna duda al respecto". [33]

Dos semanas después del anuncio del descubrimiento de Gliese 581f y Gliese 581g , el astrónomo Francesco Pepe del Observatorio de Ginebra informó que en un nuevo análisis de 179 mediciones tomadas por el espectrógrafo HARPS durante 6,5 años, ni el planeta g ni el planeta f eran detectables, [ 34] [35] y las mediciones relevantes se incluyeron en un artículo subido al servidor de preimpresión arXiv, aunque aún no se ha publicado en una revista arbitrada. [36] La inexistencia de Gliese 581f se aceptó relativamente rápido: se demostró que las variaciones de velocidad radial que llevaron al supuesto descubrimiento de Gliese 581f estaban asociadas con el ciclo de actividad estelar en lugar de con un planeta en órbita. [37] Sin embargo, la existencia del planeta g siguió siendo controvertida: Vogt respondió en los medios de comunicación que apoyaba el descubrimiento [38] [39] y surgieron dudas sobre si el efecto se debía a la suposición de órbitas circulares en lugar de excéntricas [ 40] o los métodos estadísticos utilizados. [41]

El análisis bayesiano no encontró evidencia clara de una quinta señal planetaria en el conjunto de datos combinados HIRES/HARPS, [42] [43] aunque otros estudios llevaron a la conclusión de que los datos sí respaldaban la existencia del planeta g, aunque con fuertes degeneraciones en el parámetros como resultado del primer armónico excéntrico con el planeta exterior Gliese 581d. [44]

El 27 de noviembre de 2012, la Agencia Espacial Europea anunció que el observatorio espacial Herschel había descubierto un cinturón de cometas "entre 25 ± 12 AU y más de 60 AU". [26] Debe tener "al menos 10 veces" más cometas que el sistema solar. Esto probablemente descarta planetas con masa de Saturno superior a 0,75 AU. [45] Sin embargo, podría ser necesario otro planeta (no descubierto) más alejado, digamos un planeta con la masa de Neptuno y 5 AU, para mantener el cinturón de cometas reabastecido. [26]

Partiendo del supuesto de que el ruido presente en los datos estaba correlacionado (ruido rojo en lugar de ruido blanco), Roman Baluev cuestionó no sólo la existencia del planeta g, sino también de Gliese 581d, sugiriendo que sólo había tres planetas (Gliese 581b, c, y e) presente. [46] [47] Este resultado fue respaldado además por un estudio de 2014, cuyos autores argumentaron que Gliese 581d es "un artefacto de actividad estelar que, cuando no se corrige por completo, causa la detección falsa del planeta g ". [48] ​​[49] Si bien se publicó una respuesta que cuestionaba la metodología de este estudio, [50] [51] [52] la mayoría de los estudios posteriores han confirmado el origen estelar, más que planetario, de la señal correspondiente a Gliese 581d. [53] [14] [54] [25] [55]

Planetas

Las órbitas del sistema planetario Gliese 581, basadas en un estudio de 2009 que propuso un modelo de cuatro planetas (e, b, c, d). [29] En la imagen, Gliese 581c es el tercer planeta desde la estrella.

El análisis de los datos de velocidad radial ha producido varios modelos para la disposición orbital del sistema. Se han propuesto modelos de 3, 4, 5 y 6 planetas para abordar los datos de velocidad radial disponibles, siendo el consenso actual un modelo de 3 planetas (e, b, c). [48] ​​[25] [56] La mayoría de estos modelos predicen, sin embargo, que los planetas interiores están cerca con órbitas circulares, mientras que los planetas exteriores, particularmente Gliese 581d, si existiera, están en órbitas más elípticas.

Los modelos de la zona habitable de Gliese 581 muestran que se extiende desde aproximadamente 0,1 a 0,25 AU. Los tres planetas confirmados orbitan más cerca de la estrella que el borde interior de la zona habitable, mientras que los planetas g y d habrían orbitado dentro de ella. [48]

Gliese 581e

Gliese 581e es el planeta más interno y, con una masa mínima de 1,7 masas terrestres, es el menos masivo de los tres. Descubierto en 2009, también es el planeta confirmado más reciente descubierto en este sistema. [29] Se necesitan 3,15 días para completar una órbita. Los análisis iniciales sugirieron que la órbita del planeta es bastante elíptica, pero después de corregir las mediciones de velocidad radial por actividad estelar, los datos ahora indican una órbita circular. [48]

Gliese 581b

Gliese 581b es el planeta más masivo que se sabe que orbita alrededor de Gliese 581 y fue el primero en ser descubierto. [5]

Gliese 581c

Gliese 581c es el tercer planeta que orbita alrededor de Gliese 581. Fue descubierto en abril de 2007. [21] En su artículo de 2007, Udry et al. afirmó que si Gliese 581c tuviera una composición similar a la de la Tierra, tendría un radio de 1,5R 🜨 , lo que lo habría convertido en su momento en "el exoplaneta más parecido a la Tierra de todos los conocidos". [21] No se puede tomar una medición directa del radio porque, visto desde la Tierra, el planeta no transita por su estrella. La masa mínima del planeta es 5,5 veces la de la Tierra. Inicialmente, el planeta atrajo la atención por ser potencialmente habitable, aunque desde entonces esto se ha descartado. [57] Se ha estimado que la temperatura media de la superficie del cuerpo negro se encuentra entre −3 °C (para un albedo similar a Venus ) y 40 °C (para un albedo similar a la Tierra), [21] sin embargo, las temperaturas podrían ser mucho más altas. (unos 500 grados Celsius) debido a un efecto invernadero desbocado similar al de Venus . [57] [58] Algunos astrónomos creen que el sistema puede haber sufrido una migración planetaria y Gliese 581c puede haberse formado más allá de la línea de escarcha , con una composición similar a los cuerpos helados como Ganímedes . Gliese 581c completa una órbita completa en poco menos de 13 días. [21]

Planetas dudosos y refutados.

Gliese 581g

Gliese 581g, extraoficialmente conocido como Mundo de Zarmina, [31] era un candidato a exoplaneta que se decía orbitaba alrededor de Gliese 581, pero su existencia fue finalmente refutada. [48] ​​Se pensaba que orbitaría con un período de 36,6 días a una distancia de 0,146 AU, colocándolo dentro de la zona habitable, y que tendría una masa mínima de3.1M  🜨 .​ [31]

Gliese 581d

Gliese 581d era un candidato a exoplaneta que se pensaba orbitaba Gliese 581, lo que en un momento fue muy discutido, [48] [49] [51] y varios estudios han descubierto que es un falso positivo originado por la actividad estelar. [53] [14] [54] [25] [55] Se pensaba que la masa mínima del planeta era6,98  M 🜨 y se estimó que su radio, suponiendo una composición similar a la de la Tierra, era2,2  R 🜨 , lo que la convierte en una súper Tierra . Se pensaba que su período orbital tenía una duración de 66,87 días, con un semieje mayor de 0,21847 AU, con una excentricidad ilimitada. Los análisis sugirieron que orbita dentro de la zona habitable de la estrella , donde las temperaturas son las adecuadas para sustentar la vida. [59] [57] [58]

Gliese 581f

Gliese 581f era un candidato a exoplaneta que se decía orbitaba alrededor de Gliese 581, [31] pero su existencia fue finalmente refutada. [37] Se pensaba que orbitaba con un período de 433 días a una distancia de 0,758 AU, y que tenía una masa mínima de7.0M🜨  .​​ [31]

SETI

El sistema Gliese 581 ha sido el objetivo de búsquedas de vida extraterrestre tanto SETI como Active SETI. Un mensaje desde la Tierra (AMFE) es una señal de radio digital de alta potencia que se envió el 9 de octubre de 2008 hacia Gliese 581c. La señal es una cápsula del tiempo digital que contiene 501 mensajes que fueron seleccionados mediante un concurso en la red social Bebo. El mensaje fue enviado utilizando el radiotelescopio radar Yevpatoria RT-70 de la Agencia Espacial Nacional de Ucrania. La señal llegará a Gliese 581 a principios de 2029. [60]

Usando SETI óptico, Ragbir Bhathal afirmó haber detectado un pulso de luz inexplicable desde la dirección del sistema Gliese 581 en 2008. [61]

En 2012, el Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía de la Universidad Curtin en Perth, Gliese 581, fue el objetivo preciso del Australian Long Baseline Array utilizando tres instalaciones de radiotelescopios en toda Australia y la técnica de interferometría de línea de base muy larga; sin embargo, no se encontraron señales candidatas. [62]

disco de escombros

En el borde exterior del sistema hay un enorme disco de escombros que contiene más cometas que el Sistema Solar. El disco de escombros tiene una inclinación entre 30° y 70°. [26] Si las órbitas planetarias se encuentran en el mismo plano, sus masas serían entre 1,1 y 2 veces los valores mínimos de masa. [nota 4]

Ver también

Notas

  1. ↑ Gliese 581 está clasificada como variable BY Draconis en el Catálogo General de Estrellas Variables . [3] Este catálogo proporciona una magnitud máxima de 10,56 y una mínima de 10,58 para una variabilidad relativamente baja de 20 mmag (0,020 magnitudes). [4] Para obtener datos completos, consulte la descripción de los datos y "La tabla combinada de GCVS Vols I-III y NL 67-78 con coordenadas mejoradas, Catálogo general de estrellas variables". Instituto Astronómico Sternberg. Archivado desde el original el 20 de junio de 2017 . Consultado el 27 de abril de 2009 .
  2. ↑ En 1994, Edward Weis concluyó que Gliese 581, como la mitad de las 43 estrellas enanas M que estudió durante un período de varios años, mostraba variabilidad a largo plazo (y en la página 1137, figura 1 se muestra que Gliese 581 tenía una magnitud de 10,58 en 1982 y entre 10,57 y 10,56). de 1985 a 1990). [8] Bonfils señaló en 2005 que Gliese 581 "ha sido clasificada como una estrella variable (HO Lib), pero su variabilidad (Weis 1994) es sólo marginalmente significativa. Si fuera real, sería en una escala de tiempo de varios años, con cortos la variabilidad del término es como máximo ~ 0,006 mag." [9] Las mediciones realizadas por MOST mostraron una variabilidad a corto plazo de aproximadamente 5 mmag (medio por ciento) durante un período de unas pocas semanas. [10]
  3. ^ Tomando la magnitud absoluta de Gliese 581, con la magnitud absoluta del Sol, la luminosidad visual se puede calcular a partir de ,.
  4. ^ El método de la velocidad radial permite determinar la masa mínima que es el producto de la masa verdadera por el seno de la inclinación orbital, denotada m  sen  i . En general se desconoce la inclinación. Para una inclinación dada, la masa verdadera es, por tanto, la masa mínima multiplicada por 1/sen  i .

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