Gliese 581

Planetární systém Gliese 581 je gravitačně vázaný systém tvořený hvězdou Gliese 581 a objekty, které kolem ní obíhají. Je známo, že soustavu tvoří nejméně tři planety objevené metodou radiálních rychlostí spolu s diskem trosek. Pozoruhodnost systému je dána především prvními objevy možných terestrických planet obíhajících v jeho obyvatelné zóně, které exoplanetologie učinila v letech 2008-2010, a relativně blízkou vzdáleností systému od Sluneční soustavy, která činí 20 světelných let. Její pozorovací historie je však kontroverzní kvůli falešným detekcím a dohadům a díky metodě radiálních rychlostí, která poskytuje jen málo informací o samotných planetách kromě jejich hmotnosti.

Předpokládá se, že potvrzené planety se nacházejí v blízkosti hvězdy a mají téměř kruhové dráhy. V pořadí podle vzdálenosti od hvězdy jsou to Gliese 581e, Gliese 581b a Gliese 581c. Písmena představují pořadí objevů, přičemž b je první planeta objevená kolem hvězdy.

Historie pozorováníUpravit

První ohlášená planeta kolem hvězdy byla Gliese 581b objevená astronomy na observatoři v Ženevě ve Švýcarsku a na univerzitě v Grenoblu ve Francii. Byla objevena v srpnu 2005 s využitím rozsáhlých dat ze spektrometru ESO/HARPS a stala se pátou planetou objevenou kolem červeného trpaslíka. Další pozorování téže skupiny vedla k objevu dalších dvou planet, Gliese 581c a Gliese 581d. Oběžná doba Gliese 581d byla původně považována za 83 dní, ale později byla revidována na nižší hodnotu 67 dní. Revidovaná oběžná vzdálenost by ji umístila na vnější hranici obyvatelné zóny, tedy vzdálenosti, ve které se předpokládá, že za příznivých atmosférických podmínek může na povrchu planetárního tělesa existovat kapalná voda. Odhaduje se, že na Gliese 581d dopadá přibližně 30 % intenzity světla, které Země dostává ze Slunce. Pro srovnání, sluneční světlo na Marsu má asi 40 % intenzity světla na Zemi, ačkoli pokud je v atmosféře planety přítomno vysoké množství oxidu uhličitého, skleníkový efekt by mohl udržet teploty nad bodem mrazu.

Další objev vnitřní planety Gliese 581e, rovněž provedený ženevskou observatoří a využívající data z přístroje HARPS, byl oznámen 21. dubna 2009. Tato planeta s minimální hmotností 1,9 Země byla v té době nejméně hmotnou potvrzenou exoplanetou identifikovanou kolem hvězdy hlavní posloupnosti.

Dne 29. září 2010 astronomové využívající Keckovu observatoř navrhli dvě další planety Gliese 581f a Gliese 581g, obě na téměř kruhových oběžných drahách, a to na základě analýzy kombinace souborů dat z přístrojů HARPS a HIRES. Navrhovaná planeta Gliese 581f byla považována za planetu o hmotnosti 7 Zemí na dráze o délce 433 dnů, která je příliš chladná na to, aby se na ní mohla vyskytovat kapalná voda. Kandidátská planeta Gliese 581g vzbudila větší pozornost: podle přezdívky Zarmina světa, kterou jí dal jeden z jejích objevitelů, se předpokládaná hmotnost Gliese 581g pohybovala mezi 3 a 4 hmotnostmi Země a její oběžná doba činila 37 dní. Oběžná vzdálenost byla vypočtena tak, aby se nacházela v obyvatelné zóně hvězdy, ačkoli se předpokládalo, že planeta bude slapově vázána a jedna její strana bude vždy přivrácena ke hvězdě. V rozhovoru s Lisou-Joy Zgorski z National Science Foundation byl Steven Vogt dotázán, co si myslí o šancích na existenci života na Gliese 581g. Vogt byl optimistický: „Nejsem biolog, ani si na něj nechci hrát v televizi. Osobně bych vzhledem k všudypřítomnosti a sklonu života vzkvétat všude, kde může, řekl, že … šance života na této planetě je stoprocentní. Nemám o tom téměř žádné pochybnosti.“

Dva týdny po oznámení objevu Gliese 581f a Gliese 581g astronom Francesco Pepe z Ženevské observatoře oznámil, že při nové analýze 179 měření provedených spektrografem HARPS za 6,5 roku nebyla zjištěna ani planeta g, ani planeta f, a příslušná měření byla zahrnuta do článku nahraného na preprintový server arXiv, byť dosud nepublikovaného v recenzovaném časopise. Neexistence Gliese 581f byla přijata poměrně rychle: ukázalo se, že změny radiálních rychlostí, které vedly k údajnému objevu Gliese 581f, souvisejí spíše s cyklem hvězdné aktivity než s obíhající planetou. Nicméně existence planety g zůstala kontroverzní: Vogt v médiích odpověděl, že si za svým objevem stojí, a objevily se otázky, zda byl efekt způsoben předpokladem kruhových a nikoli excentrických oběžných drah nebo použitými statistickými metodami.

Bayesova analýza nenašla v kombinovaném souboru dat HIRES/HARPS žádný jasný důkaz pro pátý planetární signál, ačkoli další studie vedly k závěru, že data skutečně podporují existenci planety g, i když se silnou degenerací parametrů v důsledku první excentrické harmonické s vnější planetou Gliese 581d.

Na základě předpokladu, že šum přítomný v datech je korelovaný (spíše červený než bílý šum), zpochybnil Roman Baluev nejen existenci planety g, ale i Gliese 581d a naznačil, že jsou přítomny pouze tři planety (Gliese 581b, c a e).

Dne 27. listopadu 2012 oznámila Evropská kosmická agentura, že kosmická observatoř Herschel objevila pás komet „v oblasti 25 ± 12 AU až více než 60 AU“. Musí v něm být „nejméně desetkrát“ více komet než ve Sluneční soustavě. To pravděpodobně vylučuje planety o hmotnosti Saturnu za hranicí 0,75 AU. Nicméně další (neobjevená) planeta dále, řekněme planeta o hmotnosti Neptuna ve vzdálenosti 5 AU, by mohla být nutná k tomu, aby se pás komet stále doplňoval.

Jinou námitku proti existenci Gliese 581d nabídla studie z roku 2014, jejíž autoři tvrdili, že Gliese 581d je „artefaktem hvězdné aktivity, který při neúplné korekci způsobuje falešnou detekci planety g“. To zůstává kontroverzní, přičemž jedna práce z roku 2015 s analýzou z roku 2014 souhlasí a jiná s ní nesouhlasí.

PlanetsEdit

Oběžné dráhy planetárního systému Gliese 581 podle analýzy z roku 2009 s vyloučením planet g a f. Na obrázku je Gliese 581c třetí planetou od hvězdy.

Probíhající analýza soustavy přinesla několik modelů uspořádání oběžných drah soustavy. V současné době nepanuje shoda a byly navrženy modely se 3, 4, 5 a 6 planetami, které se zabývají dostupnými údaji o radiálních rychlostech. Většina těchto modelů však předpovídá, že vnitřní planety jsou blízko sebe s kruhovými drahami, zatímco vnější planety, zejména Gliese 581d, pokud by existovala, jsou na více eliptických drahách.

Modely obyvatelné zóny Gliese 581 ukazují, že se rozprostírá přibližně od 0,1 do 0,5 AU a zabírá část dráhy Gliese 581d. První tři planety obíhají blíže ke hvězdě, než je vnitřní okraj obyvatelné zóny, přičemž planety d a g obíhají uvnitř ní.

Potvrzené planetyEdit

Gliese 581eEdit

Gliese 581e je nejvnitřnější planetou a s minimální hmotností 1,7 hmotnosti Země je nejméně hmotnou ze všech tří. Byla objevena v roce 2009 a je také nejnovější potvrzenou planetou objevenou v tomto systému. Oběh kolem Země jí trvá 3,15 dne. Původní analýzy naznačovaly, že dráha planety je značně eliptická, ale po korekci naměřených radiálních rychlostí na hvězdnou aktivitu nyní data ukazují na kruhovou dráhu.

Gliese 581bEdit

Gliese 581b je nejhmotnější známá planeta obíhající kolem Gliese 581 a byla objevena jako první.

Gliese 581cEdit

Gliese 581c je třetí planetou obíhající kolem Gliese 581. Byla objevena v dubnu 2007. Ve svém článku z roku 2007 Udry a spol. tvrdili, že pokud má Gliese 581c složení zemského typu, měla by poloměr 1,5R⊕, což by z ní v té době činilo „planetu nejvíce podobnou Zemi ze všech známých exoplanet“. Přímé měření poloměru nelze provést, protože při pohledu ze Země planeta neprochází kolem své hvězdy. Minimální hmotnost planety je 5,5krát větší než hmotnost Země. Planeta původně přitahovala pozornost jako potenciálně obyvatelná, což však bylo později vyvráceno. Střední povrchová teplota černého tělesa byla odhadnuta na -3 °C (při albedu podobném albedu Venuše) až 40 °C (při albedu podobném albedu Země), avšak teploty by mohly být mnohem vyšší (asi 500 °C) v důsledku zaběhnutého skleníkového efektu podobného tomu na Venuši. Někteří astronomové se domnívají, že soustava mohla projít planetární migrací a Gliese 581c mohla vzniknout za hranicí mrazu se složením podobným ledovým tělesům, jako je Ganymedes. Gliese 581c dokončí plný oběh za necelých 13 dní.

Nepotvrzené planetyEdit

Gliese 581gEdit

Gliese 581g, neoficiálně známá jako Zarmínin svět, je nepotvrzená (a sporná) exoplaneta, o níž se tvrdí, že obíhá v planetárním systému Gliese 581, dvacet světelných let od Země. Byla objevena v rámci projektu Lick-Carnegie Exoplanet Survey a je šestou planetou obíhající kolem této hvězdy (Gliese 581 f byla shledána artefaktem); její existenci se však nepodařilo potvrdit ani týmu Evropské jižní observatoře (ESO) / High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) a její existence zůstává sporná. Předpokládá se, že se nachází poblíž středu obyvatelné zóny své hvězdy. To znamená, že by se na jejím povrchu mohla udržovat kapalná voda – nezbytnost pro veškerý známý život, pokud na planetě panují příznivé atmosférické podmínky.

Gliese 581g byla údajně objevena astronomy z Lick-Carnegie Exoplanet Survey. Autoři uvedli, že k zachycení planety byly zapotřebí soubory dat z obou spektrometrů HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer) a HARPS; tým ESO/HARPS survey však její existenci nedokázal potvrdit. Planeta zůstala nepotvrzena, protože se nepodařilo dosáhnout konsenzu o její existenci. Dodatečná reanalýza našla důkazy pouze pro čtyři planety, ale objevitel Steven S. Vogt s těmito závěry nesouhlasil; další studie Guillema Anglady-Escudé později existenci planety podpořila. V roce 2012 její existenci podpořila i Vogtova reanalýza. Nová studie z roku 2014 dospěla k závěru, že se jedná o falešně pozitivní výsledek; v roce 2015 však opětovná analýza dat naznačila, že by mohla stále existovat. Předpokládá se, že planeta je slapově vázána na svou hvězdu. Pokud má planeta hustou atmosféru, může být schopna cirkulovat teplo. Skutečná obyvatelnost planety závisí na složení jejího povrchu a atmosféry. Předpokládá se, že na ní panují teploty kolem -37 až -11 °C. Pro srovnání, Země má průměrnou povrchovou teplotu 15 °C (59 °F) – zatímco Mars má průměrné povrchové teploty kolem -63 °C (-81 °F). Planeta má podle Vogta „100%“ šanci na existenci života, což je však sporné.

Gliese 581dEdit

Gliese 581d je exoplaneta, která je v současné době zpochybňována kvůli nepřesné analýze způsobené šumem a hvězdnou aktivitou a Archiv exoplanet NASA ji považuje za vyvrácenou. Tato otázka zůstává sporná, přičemž jedna práce z roku 2015 s analýzou z roku 2014 souhlasí a jiná s ní nesouhlasí. Článek z roku 2019 o planetách obíhajících kolem blízkých trpaslíků M uvádí GJ 581 d (ačkoli ji označuje jako GJ 581 e). Předpokládá se, že hmotnost planety je 6,98 Země a její poloměr za předpokladu složení podobného Zemi je 2,2R⊕, což z ní činí superzemi. Její oběžná doba se předpokládá 66,87 dne s poloosou 0,21847 AU a neomezenou excentricitou. Analýza naznačuje, že obíhá v obyvatelné zóně hvězdy, kde jsou teploty vhodné pro život.

SETIEdit

Systém Gliese 581 byl cílem SETI i aktivního SETI pátrání po mimozemském životě.A Message from Earth (AMFE) je vysoce výkonný digitální rádiový signál, který byl vyslán 9. října 2008 směrem ke Gliese 581c. Signál je digitální časová kapsle obsahující 501 zpráv, které byly vybrány na základě soutěže na sociální síti Bebo. Zpráva byla vyslána pomocí radarového teleskopu Jevpatoria RT-70 Národní kosmické agentury Ukrajiny. Signál dorazí ke Gliese 581 počátkem roku 2029.

Pomocí optického SETI Ragbir Bhathal prohlásil, že v roce 2008 zachytil nevysvětlitelný světelný puls ze směru soustavy Gliese 581. V roce 2008 se mu podařilo zachytit světlo ze soustavy Gliese 581.

Mezinárodní centrum pro radioastronomický výzkum při Curtinově univerzitě v Perthu v roce 2012 Gliese 581 přesně zaměřilo pomocí Australian Long Baseline Array s využitím tří radioteleskopů po celé Austrálii a techniky Very Long Baseline Interferometry, avšak žádný kandidátský signál nenašlo.

Disk trosekUpravit

Na vnějším okraji soustavy se nachází mohutný disk trosek obsahující více komet než Sluneční soustava. Sklon disku trosek se pohybuje mezi 30° a 70°. Pokud by dráhy planet ležely ve stejné rovině, jejich hmotnosti by se pohybovaly mezi 1,1 a 2 násobkem minimálních hodnot hmotností.

.