Gliese 581

Gliese 581-planetsystemet er det gravitationelt bundne system, der består af stjernen Gliese 581 og de objekter, der kredser om den. Systemet er kendt for at bestå af mindst tre planeter, der er opdaget ved hjælp af radialhastighedsmetoden, sammen med en affaldsskive. Systemets bemærkelsesværdige karakter skyldes primært de tidlige exoplanetologiske opdagelser mellem 2008 og 2010 af mulige jordiske planeter i kredsløb i dets beboelige zone og systemets relativt store nærhed til Solsystemet på 20 lysår afstand. Dens observationshistorie er dog kontroversiel på grund af falske opdagelser og formodninger og med radialhastighedsmetoden, der kun giver få oplysninger om planeterne selv ud over deres masse.

De bekræftede planeter menes at være placeret tæt på stjernen med nærmest cirkulære baner. I rækkefølge efter afstand fra stjernen er det Gliese 581e, Gliese 581b og Gliese 581c. Bogstaverne repræsenterer opdagelsesrækkefølgen, hvor b er den første planet, der blev opdaget omkring stjernen.

ObservationshistorikRediger

Den første meddelelse om en planet omkring stjernen var Gliese 581b, der blev opdaget af astronomer ved observatoriet i Genève i Schweiz og Grenoble Universitet i Frankrig. Den blev opdaget i august 2005 og ved hjælp af omfattende data fra ESO/HARPS-spektrometeret var det den femte planet, der blev opdaget omkring en rød dværg. Yderligere observationer foretaget af den samme gruppe resulterede i opdagelsen af yderligere to planeter, Gliese 581c og Gliese 581d. Gliese 581d’s omløbstid blev oprindeligt anset for at være 83 dage, men blev senere revideret til en lavere værdi på 67 dage. Den reviderede baneafstand ville placere den på den yderste grænse af den beboelige zone, dvs. den afstand, hvor man mener, at der kan findes flydende vand på overfladen af et planetarisk legeme, hvis atmosfæren er gunstig. Gliese 581d blev anslået til at modtage ca. 30 % af den lysintensitet, som Jorden modtager fra solen. Til sammenligning har sollyset på Mars ca. 40 % af intensiteten af sollyset på Jorden, men hvis der er høje niveauer af kuldioxid i planetens atmosfære, kan drivhuseffekten holde temperaturen over frysepunktet.

Den næste opdagelse var den indre planet Gliese 581e, der også blev gjort af Observatoriet i Genève og ved hjælp af data fra HARPS-instrumentet, blev annonceret den 21. april 2009. Denne planet, med en minimumsmasse på 1,9 jordklode, var på det tidspunkt den mindst massive bekræftede exoplanet, der blev identificeret omkring en hovedseriestjerne.

Den 29. september 2010 foreslog astronomer ved hjælp af Keck-observatoriet to yderligere planeter, Gliese 581f og Gliese 581g, begge i næsten cirkulære baner baseret på en analyse af en kombination af datasæt fra HARPS- og HIRES-instrumenterne. Den foreslåede planet Gliese 581f blev anset for at være en planet med en masse på 7 jordklode i en 433-dages bane og for kold til at kunne bære flydende vand. Kandidatplaneten Gliese 581g tiltrak sig mere opmærksomhed: Gliese 581g, der fik tilnavnet Zarminas verden af en af dens opdagere, havde en forudsagt masse på mellem 3 og 4 jordmasser og en omløbstid på 37 dage. Omløbsafstanden blev beregnet til at ligge et godt stykke inden for stjernens beboelige zone, selv om planeten forventedes at være tidsmæssigt låst med den ene side af planeten altid vendt mod stjernen. I et interview med Lisa-Joy Zgorski fra National Science Foundation blev Steven Vogt spurgt, hvad han mente om chancerne for at der kan eksistere liv på Gliese 581g. Vogt var optimistisk: “Jeg er ikke biolog, og jeg ønsker heller ikke at spille biolog på tv. Personligt vil jeg sige, at i betragtning af livets allestedsnærværelse og tilbøjelighed til at blomstre hvor som helst, hvor det kan, vil jeg sige, at … chancerne for liv på denne planet er 100 %. Jeg er næsten ikke i tvivl om det.”

To uger efter meddelelsen om opdagelsen af Gliese 581f og Gliese 581g rapporterede astronomen Francesco Pepe fra Observatoriet i Genève, at i en ny analyse af 179 målinger foretaget af HARPS-spektrografen over 6,5 år kunne hverken planet g eller planet f påvises, og de relevante målinger blev medtaget i en artikel, der blev uploadet til arXiv preprint-serveren, selv om de endnu ikke er publiceret i et tidsskrift med referenceramme. Det blev relativt hurtigt accepteret, at Gliese 581f ikke eksisterede: det blev vist, at de radialhastighedsvariationer, der førte til den påståede opdagelse af Gliese 581f, i stedet var forbundet med stjernens aktivitetscyklus snarere end med en planet i kredsløb. Ikke desto mindre var eksistensen af planet g fortsat kontroversiel: Vogt svarede i medierne, at han stod ved opdagelsen, og der opstod spørgsmål om, hvorvidt effekten skyldtes antagelsen om cirkulære snarere end excentriske baner eller de anvendte statistiske metoder.

Bayesiansk analyse fandt ingen klare beviser for et femte planetsignal i det kombinerede HIRES/HARPS-datasæt, selv om andre undersøgelser førte til den konklusion, at dataene understøttede eksistensen af planeten g, om end med stærke degeneracies i parametrene som følge af den første excentriske harmoniske med den ydre planet Gliese 581d.

Med udgangspunkt i den antagelse, at den støj, der var til stede i dataene, var korreleret (rød støj i stedet for hvid støj), satte Roman Baluev spørgsmålstegn ved ikke blot eksistensen af planet g, men også Gliese 581d, og antydede, at der kun var tre planeter (Gliese 581b, c og e) til stede.

Den 27. november 2012 meddelte Den Europæiske Rumorganisation, at rumobservatoriet Herschel havde opdaget et kometbælte “ved 25 ± 12 AU til mere end 60 AU”. Det må have “mindst 10 gange” så mange kometer som solsystemet. Dette udelukker sandsynligvis planeter med Saturn-masse uden for 0,75 AU. Men en anden (uopdaget) planet længere ude, f.eks. en planet med Neptun-masse ved 5 AU, kan være nødvendig for at holde kometbæltet fyldt op.

En anden indvending mod eksistensen af Gliese 581d blev fremsat i en undersøgelse fra 2014, hvis forfattere argumenterede for, at Gliese 581d er “en artefakt af stjernernes aktivitet, som, når den er ufuldstændigt korrigeret, forårsager den falske påvisning af planeten g.” Dette er fortsat kontroversielt, idet en artikel fra 2015 er enig i analysen fra 2014 og en anden er uenig i den.

PlaneterRediger

Banerne for Gliese 581-planetsystemet, ifølge analysen fra 2009 eksklusive planeterne g og f. På billedet er Gliese 581c den tredje planet fra stjernen.

Løbende analyser af systemet har frembragt flere modeller for systemets kredsløbsarrangement. Der er ingen nuværende konsensus, og der er blevet foreslået 3-planet-, 4-planet-, 5-planet- og 6-planetmodeller for at tage højde for de tilgængelige radialhastighedsdata. De fleste af disse modeller forudsiger dog, at de indre planeter er tæt på med cirkulære baner, mens de ydre planeter, især Gliese 581d, hvis den skulle eksistere, er på mere elliptiske baner.

Modeller af den beboelige zone af Gliese 581 viser, at den strækker sig fra ca. 0,1 til 0,5 AU og inddrager en del af Gliese 581d’s bane. De tre første planeter kredser tættere på stjernen end den indre kant af den beboelige zone, mens planeterne d og g kredser inden for den.

Bekræftede planeterRediger

Gliese 581eRediger

Gliese 581e er den inderste planet, og med en minimumsmasse på 1,7 jordmasser er den mindst massive af de tre. Den blev opdaget i 2009 og er også den seneste bekræftede planet, der er blevet opdaget i dette system. Det tager 3,15 dage at gennemføre et kredsløb. De første analyser tydede på, at planetens bane er ret elliptisk, men efter korrektion af radialhastighedsmålingerne for stjerneaktivitet tyder dataene nu på en cirkulær bane.

Gliese 581bRediger

Gliese 581b er den mest massive planet, der vides at kredse om Gliese 581, og var den første, der blev opdaget.

Gliese 581cRediger

Gliese 581c er den tredje planet i kredsløb om Gliese 581. Den blev opdaget i april 2007. I deres artikel fra 2007 hævdede Udry et al. at hvis Gliese 581c har en sammensætning af jordtype, ville den have en radius på 1,5R⊕, hvilket ville have gjort den på det tidspunkt til “den mest jordlignende af alle kendte exoplaneter”. Det er ikke muligt at foretage en direkte måling af radius, fordi planeten set fra Jorden ikke passerer sin stjerne. Planetens mindste masse er 5,5 gange Jordens masse. Planeten tiltrak sig oprindeligt opmærksomhed som værende potentielt beboelig, men dette er siden blevet fravalgt. Den gennemsnitlige sortkropstemperatur på overfladen er blevet anslået til at ligge mellem -3 °C (for en Venus-lignende albedo) og 40 °C (for en Jord-lignende albedo), men temperaturerne kan være meget højere (ca. 500 grader Celsius) på grund af en ukontrollabel drivhuseffekt i lighed med den på Venus. Nogle astronomer mener, at systemet kan have gennemgået en planetarisk migration, og at Gliese 581c kan være dannet uden for frostgrænsen med en sammensætning, der ligner islegemer som Ganymedes. Gliese 581c gennemfører en fuld bane på knap 13 dage.

Ubekræftede planeterRediger

Gliese 581gRediger

Gliese 581g, uofficielt kendt som Zarminas verden, er en ubekræftet (og omstridt) exoplanet, der hævdes at kredse i kredsløb inden for Gliese 581 planetsystemet, tyve lysår fra Jorden. Den blev opdaget af Lick-Carnegie Exoplanet Survey og er den sjette planet, der er fundet i kredsløb om stjernen (Gliese 581 f viste sig at være en artefakt); dens eksistens kunne dog ikke bekræftes af European Southern Observatory (ESO)/High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS)-undersøgelsesholdet, og dens eksistens er fortsat kontroversiel. Den menes at befinde sig nær midten af sin stjernes beboelige zone. Det betyder, at den kan opretholde flydende vand – en nødvendighed for alt kendt liv – på sin overflade, hvis der er gunstige atmosfæriske forhold på planeten.

Gliese 581g blev angiveligt opdaget af astronomer fra Lick-Carnegie Exoplanet Survey. Forfatterne oplyste, at datasæt fra både High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) og HARPS var nødvendige for at opfange planeten; ESO/HARPS-undersøgelsesholdet kunne dog ikke bekræfte dens eksistens. Planeten forblev ubekræftet, da der ikke kunne opnås konsensus om dens eksistens. Yderligere reanalyser fandt kun beviser for fire planeter, men opdageren, Steven S. Vogt, var ikke enig i disse konklusioner; en anden undersøgelse foretaget af Guillem Anglada-Escudé støttede senere planetens eksistens. I 2012 støttede en ny analyse foretaget af Vogt dens eksistens. En ny undersøgelse i 2014 konkluderede, at der var tale om et falsk positivt resultat; men i 2015 tydede en ny analyse af dataene på, at den stadig kunne eksistere. Planeten menes at være tidsmæssigt låst til sin stjerne. Hvis planeten har en tæt atmosfære, kan den måske være i stand til at cirkulere varme. Planetens faktiske beboelighed afhænger af sammensætningen af dens overflade og atmosfære. Man mener, at den har temperaturer på omkring -37 til -11 °C (-35 til 10 °F). Til sammenligning har Jorden en gennemsnitlig overfladetemperatur på 15 °C (59 °F) – mens Mars har en gennemsnitlig overfladetemperatur på ca. -63 °C (-81 °F). Planeten har ifølge Vogt en “100 %” chance for at understøtte liv, men dette er dog omdiskuteret.

Gliese 581dRediger

Gliese 581d er en exoplanet, som i øjeblikket er omstridt på grund af upræcise analyser forårsaget af støj og stjerneaktivitet, og som anses for at være modbevist af NASA’s exoplanetarkiv. Dette er fortsat kontroversielt, idet en artikel fra 2015 er enig med analysen fra 2014 og en anden er uenig med den. En artikel fra 2019 om planeter i kredsløb om nærliggende M-dværge nævner GJ 581 d (selv om de betegner den som GJ 581 e). Planetens masse menes at være 6,98 jordklode og dens radius, hvis man antager en jordlignende sammensætning, menes at være 2,2R⊕, hvilket gør den til en superjord. Dens omløbstid menes at være 66,87 dage lang, med en halvstor akse på 0,21847 AU, med en ubegrænset excentricitet. Analyser tyder på, at den kredser inden for stjernens beboelige zone, hvor temperaturen er lige tilpas til at understøtte liv.

SETIEdit

Gliese 581-systemet har været mål for både SETI- og Active SETI-søgninger efter udenjordisk liv.A Message from Earth (AMFE) er et højtydende digitalt radiosignal, der blev sendt den 9. oktober 2008 mod Gliese 581c. Signalet er en digital tidskapsel, der indeholder 501 beskeder, som blev udvalgt gennem en konkurrence på det sociale netværkssite Bebo. Budskabet blev sendt ved hjælp af Yevpatoria RT-70-radioteleskopets radarteleskop fra Ukraines nationale rumfartsagentur. Signalet vil nå Gliese 581 i begyndelsen af 2029.

Med optisk SETI hævdede Ragbir Bhathal at have opdaget en uforklarlig lysimpuls fra Gliese 581-systemets retning i 2008.

I 2012 blev Gliese 581 præcist målrettet af det internationale center for radioastronomisk forskning ved Curtin University i Perth af Australian Long Baseline Array ved hjælp af tre radioteleskopfaciliteter over hele Australien og Very Long Baseline Interferometry-teknikken, men der blev ikke fundet nogen kandidatsignaler.

SkraldeskiveRediger

I systemets yderste kant er der en massiv skrotskive, der indeholder flere kometer end Solsystemet. Skraldeskiven har en hældning på mellem 30° og 70°. Hvis planeternes baner ligger i samme plan, ville deres masser være mellem 1,1 og 2 gange minimumsmasseværdierne.