Gliese 581c / ˈ ɡ l iː z ə / ( Gl 581c o GJ 581c ) es un exoplaneta que orbita dentro del sistema Gliese 581. Es el segundo planeta descubierto en el sistema y el tercero en orden desde la estrella . Con una masa de aproximadamente 6,8 veces la de la Tierra , está clasificado como una supertierra (una categoría de planetas con masas mayores que la de la Tierra hasta diez veces la masa terrestre).
En el momento de su descubrimiento en 2007, Gliese 581c despertó el interés de los astrónomos porque se informó que era el primer planeta potencialmente similar a la Tierra en la zona habitable de su estrella, con una temperatura adecuada para agua líquida en su superficie y, por extensión, potencialmente capaz de albergar formas de vida extremófilas similares a la de la Tierra. Sin embargo, investigaciones posteriores pusieron en duda la habitabilidad del planeta. Según los modelos más recientes de la zona habitable, es probable que el planeta sea demasiado caliente para ser potencialmente habitable. [4] [3]
En términos astronómicos, el sistema Gliese 581 se encuentra relativamente cerca de la Tierra, a 20,55 años luz (194 billones de kilómetros; 121 billones de millas) en dirección a la constelación de Libra . Esta distancia, junto con las coordenadas de declinación y ascensión recta , dan su ubicación exacta en la Vía Láctea .
El equipo publicó un artículo con sus hallazgos el 27 de abril de 2007 en la revista Astronomy & Astrophysics de julio de 2007. [1] En el momento del descubrimiento, se informó que era el primer planeta potencialmente similar a la Tierra en la zona habitable de su estrella [5] [6] y el exoplaneta más pequeño conocido alrededor de una estrella de la secuencia principal , pero el 21 de abril de 2009, se anunció otro planeta orbitando Gliese 581, Gliese 581e , con una masa aproximada de 1,9 masas terrestres . En el artículo, también anunciaron el descubrimiento de otro planeta en el sistema, Gliese 581d , con una masa mínima de 7,7 masas terrestres y un semieje mayor de 0,25 unidades astronómicas . [7] [3]
La existencia de Gliese 581c y su masa se han medido mediante el método de velocidad radial para detectar exoplanetas . La masa de un planeta se calcula mediante los pequeños movimientos periódicos alrededor de un centro de masas común entre la estrella anfitriona Gliese 581 y sus planetas. Cuando todos los planetas se ajustan a una solución kepleriana , la masa mínima del planeta se determina en 5,5 masas terrestres. [3] El método de velocidad radial no puede determinar por sí mismo la masa verdadera, pero no puede ser mucho mayor que esto o el sistema sería dinámicamente inestable. [1] Las simulaciones dinámicas del sistema Gliese 581 que asumen que las órbitas de los planetas son coplanares indican que los planetas no pueden exceder aproximadamente de 1,6 a 2 veces sus masas mínimas o el sistema planetario sería inestable (esto se debe principalmente a la interacción entre los planetas e y b). Para Gliese 581c, el límite superior es 10,4 masas terrestres. [7]
Un estudio de 2024 determinó la inclinación del planeta, lo que permitió determinar su masa real, que es aproximadamente un 30% mayor que la masa mínima, aproximadamente 6,8 masas terrestres . [2]
Dado que Gliese 581c no ha sido detectado en tránsito, no existen mediciones de su radio. Además, el método de velocidad radial utilizado para detectarlo solo establece un límite inferior para la masa del planeta, lo que significa que los modelos teóricos de radio y estructura planetaria solo pueden ser de utilidad limitada. Sin embargo, suponiendo una orientación aleatoria de la órbita del planeta, es probable que la masa real esté cerca de la masa mínima medida.
Suponiendo que la masa real es la masa mínima, el radio puede calcularse utilizando varios modelos. Por ejemplo, si Gliese 581c es un planeta rocoso con un gran núcleo de hierro, debería tener un radio aproximadamente un 50% mayor que el de la Tierra, según el equipo de Udry. [1] [8] La gravedad en la superficie de un planeta así sería aproximadamente 2,24 veces más fuerte que en la Tierra. Sin embargo, si Gliese 581c es un planeta helado y/o acuoso , su radio sería menos de 2 veces el de la Tierra, incluso con una hidrosfera exterior muy grande , según los modelos de densidad compilados por Diana Valencia y su equipo para Gliese 876 d . [9] La gravedad en la superficie de un planeta helado y/o acuoso así sería al menos 1,25 veces más fuerte que en la Tierra. Afirman que el valor real del radio puede ser cualquier valor entre los dos extremos calculados por los modelos de densidad descritos anteriormente. [10]
Otros científicos tienen opiniones diferentes. Sara Seager , del MIT, ha especulado que Gliese 581c y otros planetas con masas cinco veces superiores a las de la Tierra podrían ser: [11]
Si el planeta transita la estrella tal como se ve desde la dirección de la Tierra, el radio debería ser medible, aunque con cierta incertidumbre. Lamentablemente, las mediciones realizadas con el telescopio espacial MOST , construido en Canadá, indican que los tránsitos no ocurren. [12]
La nueva investigación sugiere que es poco probable que los centros rocosos de las supertierras evolucionen hasta convertirse en planetas rocosos terrestres como los planetas interiores del Sistema Solar, porque parecen conservar sus grandes atmósferas. En lugar de evolucionar hasta convertirse en un planeta compuesto principalmente de roca con una atmósfera delgada, el pequeño núcleo rocoso permanece envuelto por su gran envoltura rica en hidrógeno. [13] [14]
Gliese 581c tiene un período orbital ("año") de 13 días terrestres [15] y su radio orbital es solo un 7% del de la Tierra, unos 11 millones de km, [16] mientras que la Tierra está a 150 millones de km del Sol . [17] Dado que la estrella anfitriona es más pequeña y más fría que el Sol (y, por lo tanto, menos luminosa), esta distancia coloca al planeta en el borde "cálido" de la zona habitable alrededor de la estrella según el equipo de Udry. [1] [8] Nótese que en astrofísica, la "zona habitable" se define como el rango de distancias desde la estrella en el que un planeta podría soportar agua líquida en su superficie: no debe interpretarse como que el entorno del planeta sería adecuado para los humanos, una situación que requiere un rango de parámetros más restrictivo. En cualquier caso, según los modelos más nuevos de la zona habitable, es probable que el planeta sea demasiado caliente para ser potencialmente habitable. [4] [3]
El radio típico de una estrella M0 de la edad y metalicidad de Gliese 581 es de 0,00128 UA, [18] frente a las 0,00465 UA del Sol. Esta proximidad significa que la estrella primaria debería aparecer 3,75 veces más ancha y 14 veces más grande en área para un observador en la superficie del planeta que mire al cielo de lo que parece el Sol desde la superficie de la Tierra.
Debido a su pequeña separación de Gliese 581, se ha considerado generalmente que el planeta siempre tiene un hemisferio orientado hacia la estrella (solo de día) y el otro siempre orientado hacia afuera (solo de noche), o en otras palabras, está bloqueado por mareas . [19] [20] El ajuste orbital más reciente al sistema, teniendo en cuenta la actividad estelar, indica una órbita casi circular, [2] pero los ajustes más antiguos utilizaron una excentricidad entre 0,10 y 0,22. Si la órbita del planeta fuera excéntrica, sufriría una violenta flexión de marea. [21] Debido a que las fuerzas de marea son más fuertes cuando el planeta está cerca de la estrella, se espera que los planetas excéntricos tengan un período de rotación más corto que su período orbital, también llamado pseudosincronización. [22] Un ejemplo de este efecto se ve en Mercurio , que está bloqueado por mareas en una resonancia 3:2, completando tres rotaciones cada dos órbitas. En cualquier caso, incluso en el caso de un bloqueo de marea 1:1, el planeta sufriría libración y el terminador se iluminaría y oscurecería alternativamente durante la libración. [23]
Los modelos de la evolución de la órbita del planeta a lo largo del tiempo sugieren que el calentamiento resultante de este bloqueo de mareas puede desempeñar un papel importante en la geología del planeta. Los modelos propuestos por los científicos predicen que el calentamiento por mareas podría producir un flujo de calor superficial aproximadamente tres veces mayor que el de la luna Ío de Júpiter , lo que podría dar lugar a una importante actividad geológica, como volcanes y tectónica de placas. [24]
El estudio de Gliese 581c por el equipo de von Bloh et al. se cita como la conclusión de que "la súper-Tierra Gl 581c está claramente fuera de la zona habitable, ya que está demasiado cerca de la estrella". [4] El estudio de Selsis et al. afirma que "un planeta en la zona habitable no es necesariamente habitable" en sí mismo, y este planeta "está fuera de lo que puede considerarse la zona habitable conservadora" de la estrella madre, y además que si había agua allí, se perdió cuando la enana roja era un fuerte emisor de rayos X y EUV, podría tener temperaturas superficiales que van desde 700 a 1.000 K (427 a 727 °C ), como Venus hoy. [25] Las especulaciones de temperatura realizadas por otros científicos se basaron en la temperatura (y el calor) de la estrella madre Gliese 581 y se calcularon sin tener en cuenta el margen de error (96 °C/K) para la temperatura de la estrella de 3432 K a 3528 K, lo que conduce a un amplio rango de irradiancia para el planeta, incluso antes de considerar la excentricidad. [26]
Usando la luminosidad estelar medida de Gliese 581 de 0,013 veces la del Sol, es posible calcular la temperatura efectiva de Gliese 581c , también conocida como temperatura del cuerpo negro , que probablemente difiere de su temperatura superficial . [ cita requerida ] Según el equipo de Udry, la temperatura efectiva para Gliese 581c, asumiendo un albedo (reflectividad) como el de Venus (0,64), sería de −3 °C (27 °F ), y asumiendo un albedo similar al de la Tierra (0,296), sería de 40 °C (104 °F), [1] [15] un rango de temperaturas que se superponen con el rango en el que el agua sería líquida a una presión de 1 atmósfera . Sin embargo, la temperatura efectiva y la temperatura superficial real pueden ser muy diferentes debido a las propiedades de invernadero de la atmósfera planetaria. Por ejemplo, Venus tiene una temperatura efectiva de -41 °C (-42 °F), pero una temperatura superficial de 464 °C (867 °F) (debido principalmente a una atmósfera de 96,5% de dióxido de carbono ), una diferencia de aproximadamente 505 °C (910 °F). [27]
Los estudios de habitabilidad (es decir, agua líquida para formas de vida extremófilas ) [28] concluyen que es probable que Gliese 581c sufra un efecto invernadero descontrolado similar al que se encuentra en Venus y, como tal, es muy poco probable que sea habitable. Sin embargo, este efecto invernadero descontrolado podría evitarse mediante la presencia de suficiente cobertura de nubes reflectantes en el lado diurno del planeta. [29] Alternativamente, si la superficie estuviera cubierta de hielo, tendría un albedo alto (reflectividad) y, por lo tanto, podría reflejar suficiente luz solar incidente de regreso al espacio para hacer que el planeta sea demasiado frío para la habitabilidad, aunque se espera que esta situación sea muy inestable excepto para albedos muy altos mayores de aproximadamente 0,95 (es decir, hielo): la liberación de dióxido de carbono por la actividad volcánica o de vapor de agua debido al calentamiento en el punto subestelar desencadenaría un efecto invernadero descontrolado. [30]
Es probable que Gliese 581c se encuentre fuera de la zona habitable . [4] [31] No se ha encontrado evidencia directa de la presencia de agua , y probablemente no esté presente en estado líquido. Técnicas como la utilizada para medir el planeta extrasolar HD 209458 b podrían usarse en el futuro para determinar la presencia de agua en forma de vapor en la atmósfera del planeta , pero solo en el caso poco frecuente de un planeta con una órbita alineada de manera que transite su estrella, lo que no se sabe que ocurra con Gliese 581c. [12]
Los modelos teóricos predicen que los compuestos volátiles como el agua y el dióxido de carbono , si están presentes, podrían evaporarse en el calor abrasador del lado del sol, migrar al lado nocturno más frío y condensarse para formar capas de hielo . Con el tiempo, toda la atmósfera podría congelarse en capas de hielo en el lado nocturno del planeta. Sin embargo, sigue siendo desconocido si el agua y/o el dióxido de carbono están presentes en la superficie de Gliese 581c. Alternativamente, una atmósfera lo suficientemente grande como para ser estable haría circular el calor de manera más uniforme, lo que permitiría una zona habitable más amplia en la superficie. [32] Por ejemplo, aunque Venus tiene una pequeña inclinación axial, muy poca luz solar llega a la superficie en los polos. Una velocidad de rotación lenta aproximadamente 117 veces más lenta que la de la Tierra produce días y noches prolongados. A pesar de la distribución desigual de la luz solar proyectada sobre Venus en un momento dado, las áreas polares y el lado nocturno de Venus se mantienen casi tan calientes como en el lado diurno por los vientos que circulan globalmente. [33]
Un mensaje desde la Tierra (AMFE, por sus siglas en inglés) 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 a través de un concurso en el sitio de redes sociales Bebo . El mensaje fue enviado utilizando el telescopio de radar RT-70 de la Agencia Espacial Estatal de Ucrania . La señal llegará al planeta Gliese 581c a principios de 2029. [34] Más de medio millón de personas, incluidas celebridades y políticos, participaron en el proyecto AMFE, que fue la primera cápsula del tiempo digital del mundo donde el contenido fue seleccionado por el público. [35] [36]
Al 22 de enero de 2015, el mensaje había recorrido 59,48 billones de kilómetros del total de 192 billones de kilómetros, lo que supone el 31,0% de la distancia al sistema Gliese 581. [37]
