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Gliese 581d

Gliese 581d / ˈ ɡ l iː z ə / (a ​​menudo abreviado como Gl 581d o GJ 581d ) es un candidato a exoplaneta dudoso y frecuentemente discutido que orbita dentro del sistema Gliese 581 , aproximadamente a 20,4 años luz de distancia en la constelación de Libra . Fue el tercer planeta reclamado en el sistema y el cuarto (en un modelo de 4 planetas) o quinto (en un modelo refutado de 5 o 6 planetas) en orden desde la estrella. Múltiples estudios posteriores encontraron que la señal planetaria de hecho se origina a partir de la actividad estelar y, por lo tanto, el planeta no existe, [4] [5] [6] [7] pero esto sigue siendo discutido. [8]

Aunque significativamente más masiva que la Tierra (con una masa mínima de 6,98 masas terrestres), esta súper Tierra fue el primer exoplaneta de masa relativamente baja que se considera que orbita dentro de la zona habitable de su estrella madre. Suponiendo su existencia, las simulaciones climáticas por computadora han confirmado la posibilidad de la existencia de agua superficial y estos factores se combinan para dar una medida relativamente alta de habitabilidad planetaria . [9] [10]

Historia

Descubrimiento

Un equipo de astrónomos dirigido por Stéphane Udry del Observatorio de Ginebra utilizó el instrumento HARPS en el telescopio de 3,6 metros del Observatorio Europeo Austral en La Silla , Chile , para descubrir el planeta en 2007. El equipo de Udry empleó la técnica de la velocidad radial , en la que la masa mínima de un planeta se determina en función de las pequeñas perturbaciones que induce en la órbita de su estrella madre a través de la gravedad . Este estudio estimó un período orbital de 83 días para el planeta. [1]

A finales de abril de 2009, el equipo de descubrimiento original revisó su estimación original de los parámetros orbitales del planeta y descubrió que orbita más cerca de su estrella de lo determinado originalmente con un período orbital de 66,8 días. Concluyeron que el planeta se encuentra dentro de la zona habitable donde podría existir agua líquida. [11] Un estudio de 2010 sobre aliasing en datos de velocidad radial encontró que el verdadero período de Gliese 581d seguía sin estar claro, siendo posible incluso un período de 1 día. [12] Los modelos posteriores del sistema, incluido el planeta d, de 2010 a 2013, respaldaron un período de 67 días. [3] [2]

Existencia en disputa

En septiembre de 2012, Roman Baluev filtró el "ruido rojo" de los datos de Keck y concluyó que la existencia de este planeta es probable sólo con 2,2 desviaciones estándar y, por tanto, es incierta. [13] A principios de ese mismo año, sin embargo, SS Vogt ( USNO ), junto con RP Butler y N. Haghighipour, publicaron un estudio que apoyaba la existencia del planeta con una probabilidad mucho mayor; [14] también realizaron un análisis dinámico del sistema. Makarov y sus coautores realizaron trabajos adicionales sobre Gliese 581 como un sistema de cuatro planetas (incluido el planeta d), que demuestra su estabilidad orbital a largo plazo. [15]

Un estudio de 2014 concluyó que Gliese 581d es "un artefacto de actividad estelar que, cuando no se corrige por completo, provoca la falsa detección del planeta g ". [4] [16] [17] En 2015, un estudio de Guillem Anglada-Escudé y Mikko Tuomi cuestionó el trabajo de 2014, alegando una deficiencia significativa en el método estadístico adoptado; [18] [19] [20] sin embargo, este estudio se publicó junto con una refutación por parte del equipo que publicó la refutación de 2014. [21] Otro estudio de 2015 apoyó la conclusión de que la señal de velocidad radial se origina en la actividad estelar, [22] y un estudio de 2016 proporcionó evidencia sólida adicional para ello. [5]

En 2016, ER Newton y sus colaboradores señalaron que para las primeras enanas M, los planetas en sus zonas habitables pueden tener períodos orbitales que coinciden con el período de rotación estelar (o en casos raros, como Gliese 581d, fracciones del mismo); Este aspecto complica seriamente la verificación de dichos planetas. [23]

La evidencia basada en un artículo de 2022 confirmó los resultados de estudios anteriores que sugerían que el anuncio de Gliese 581d se debe a una detección falsa debido a la actividad estelar. Este trabajo utiliza una técnica actualizada que correlaciona la actividad estelar con las señales de RV. [7]

Una nota de investigación de 2024 argumentó que todavía es posible que Gliese 581d exista, sobre la base de una nueva medición del período de rotación de Gliese 581 en148,7 ± 0,8 d , frente al valor anterior de130 ± 2 d del estudio de 2014 que refuta el planeta. Este nuevo período de rotación no es múltiplo del período propuesto para el planeta. Sin embargo, no se realizó ningún nuevo análisis de los datos de velocidad radial, por lo que será necesaria más investigación para llegar a una conclusión. [8]

Características orbitales

Se pensaba que Gliese 581d orbitaba Gliese 581 a 0,21847 AU, aproximadamente una quinta parte de la distancia que la Tierra orbita alrededor del Sol, aunque su excentricidad orbital no ha sido confirmada. Existían dos modelos para su órbita, una circular como la de la Tierra y otra excéntrica como la de Mercurio . Estos se basaron en el modelo de seis y cuatro planetas del sistema Gliese 581, respectivamente. Según el modelo de cuatro planetas, Gliese 581d probablemente estaría en una resonancia de órbita de espín de 2:1, rotando dos veces en cada órbita de su estrella madre. Por lo tanto, el día en Gliese 581d debería durar aproximadamente 67 días terrestres. [15] [24]

La distancia orbital lo sitúa en los límites exteriores de la zona habitable, la distancia a la que se cree posible que exista agua en la superficie de un cuerpo planetario. En el momento de su descubrimiento, originalmente se pensaba que la órbita del planeta estaba más alejada. Sin embargo, a finales de abril de 2009, el equipo de descubrimiento original revisó su estimación original de los parámetros orbitales del planeta y descubrió que orbita más cerca de su estrella de lo determinado originalmente con un período orbital de 66,87 días. Concluyeron que el planeta se encuentra dentro de la zona habitable donde podría existir agua líquida. [11] [25] Además, los datos [26] también sugirieron que el exoplaneta propuesto [27] podría tener al menos uno [28] o más océanos grandes.

Características físicas

El movimiento de la estrella madre indica una masa mínima para Gliese 581d de 5,6 masas terrestres (análisis anteriores arrojaron valores más altos). [3] Las simulaciones dinámicas del sistema Gliese 581 suponiendo que las órbitas de los tres planetas son coplanares muestran que el sistema se vuelve inestable si las masas de los planetas exceden entre 1,6 y 2 veces los valores mínimos. Utilizando valores de masa mínima anteriores para Gliese 581d, esto implica un límite de masa superior para Gliese 581d de 13,8 masas terrestres. [11] Sin embargo, se desconoce la composición del planeta.

Clima y habitabilidad

La zona habitable de Gliese 581 comparada con la zona habitable de nuestro Sistema Solar, mostrando Gliese 581d cerca del borde exterior

Como no se sabe que el planeta transite desde la Tierra y las condiciones atmosféricas no son observables con la tecnología actual, hasta la fecha no se ha confirmado ninguna atmósfera para el planeta. Como tal, todas las predicciones climáticas para el planeta se basan en órbitas previstas y modelos informáticos de condiciones atmosféricas teóricas.

Debido a que se creía que Gliese 581d orbitaba fuera de la zona habitable de su estrella, originalmente se pensó que hacía demasiado frío para que hubiera agua líquida presente. Con la órbita revisada de 2009, las simulaciones climáticas realizadas por investigadores en Francia en 2011 indicaron posibles temperaturas adecuadas para el agua superficial con suficiente presión atmosférica. [29] Según Stéphane Udry , "podría estar cubierto por un 'océano grande y profundo'; es el primer candidato serio a planeta oceánico ". [30]

En promedio, la luz que Gliese 581d recibe de su estrella tiene aproximadamente el 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. [29] Esto podría parecer sugerir que Gliese 581d es demasiado frío para soportar agua líquida y, por lo tanto, es inhóspito para la vida. Sin embargo, un efecto invernadero atmosférico puede elevar significativamente las temperaturas planetarias. Por ejemplo, la temperatura media de la Tierra sería de unos -18 °C [31] sin ningún gas de efecto invernadero, oscilando entre unos 100 °C durante el día y -150 °C durante la noche, muy parecida a la que se encuentra en la Luna . Si la atmósfera de Gliese 581d produce un efecto invernadero suficientemente grande y la geofísica del planeta estabiliza los niveles de CO 2 (como lo hace la Tierra mediante la tectónica de placas), entonces la temperatura de la superficie podría permitir un ciclo de agua líquida, posiblemente permitiendo que el planeta albergue vida. [32] [33] [34] [35] Cálculos de Barnes et al. sugieren, sin embargo, que el calentamiento de las mareas es demasiado bajo para mantener activa la tectónica de placas en el planeta, a menos que el calentamiento radiogénico sea algo mayor de lo esperado. [36]

Gliese 581d es probablemente demasiado grande para estar formado únicamente de material rocoso. Es posible que se haya formado originalmente en una órbita más distante como un planeta helado que luego migró más cerca de su estrella. [9] [37]

De existir Gliese 581d, sería la primera súper Tierra identificada ubicada en una zona habitable fuera del Sistema Solar, según un trabajo publicado en 2007. [9] [10]

Hola desde la tierra

Como parte de las celebraciones de la Semana Nacional de la Ciencia de 2009 en Australia, la revista Cosmos lanzó un sitio web llamado "Hola desde la Tierra" para recopilar mensajes y transmitirlos a Gliese 581d. La longitud máxima de los mensajes era de 160 caracteres y estaban restringidos al idioma inglés . En total, se recogieron 25.880 mensajes de 195 países de todo el mundo. Los mensajes fueron transmitidos desde el radiotelescopio DSS-43 de 70 m en el Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo de Canberra en Tidbinbilla, Australia , el 28 de agosto de 2009. [38]

En la cultura popular

Gliese 581d es el escenario del episodio de Doctor Who " Smile ". [39] También se muestra en Into the Universe con el episodio 3 de Stephen Hawking : La historia de todo, y en los episodios 3 y 8 de la temporada 2 de How the Universe Works .

Ver también

Referencias

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enlaces externos

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