Gliese 581

Gliese 581:n planeettajärjestelmä on Gliese 581-tähden ja sitä kiertävien kappaleiden muodostama painovoimaisesti sidottu järjestelmä. Järjestelmän tiedetään koostuvan ainakin kolmesta radiaalinopeusmenetelmällä löydetystä planeetasta sekä romukiekosta. Järjestelmän huomattavuus johtuu ensisijaisesti siitä, että vuosina 2008-2010 tehtiin varhaisia eksoplanetologisia löytöjä mahdollisista maanpäällisistä planeetoista, jotka kiertävät sen elinkelpoisella vyöhykkeellä, ja siitä, että järjestelmä on suhteellisen lähellä Aurinkokuntaa, 20 valovuoden päässä. Sen havaintohistoria on kuitenkin kiistanalainen väärien havaintojen ja arvailujen vuoksi, ja radiaalinopeusmenetelmällä saadaan vain vähän tietoa itse planeetoista niiden massaa lukuun ottamatta.

Vahvistettujen planeettojen uskotaan sijaitsevan lähellä tähteä lähes ympyränmuotoisilla radoilla. Etäisyysjärjestyksessä tähdestä ne ovat Gliese 581e, Gliese 581b ja Gliese 581c. Kirjaimet kuvaavat löytöjärjestystä, jossa b on ensimmäinen tähden ympäriltä löydetty planeetta.

HavaintohistoriaMuokkaa

Ensimmäinen ilmoitus tähden ympärillä olevasta planeetasta oli Gliese 581b, jonka löysivät sveitsiläisen Geneven observatorion ja ranskalaisen Grenoblen yliopiston tähtitieteilijät. Elokuussa 2005 havaittu ja ESO/HARPS-spektrometrin laajoja tietoja hyödyntävä planeetta oli viides punaisen kääpiön ympäriltä löydetty planeetta. Saman ryhmän tekemien lisähavaintojen tuloksena havaittiin kaksi muuta planeettaa, Gliese 581c ja Gliese 581d. Gliese 581d:n kiertoradan pituudeksi arveltiin alun perin 83 päivää, mutta myöhemmin sen arvoksi tarkistettiin 67 päivää. Tarkistettu kiertoaika sijoittaisi sen asumiskelpoisen vyöhykkeen ulkorajalle, eli etäisyydelle, jolla nestemäisen veden uskotaan olevan mahdollista esiintyä planeettakappaleen pinnalla, jos ilmakehän olosuhteet ovat suotuisat. Gliese 581d:n arvioitiin saavan noin 30 prosenttia siitä valon voimakkuudesta, jonka Maa saa Auringosta. Vertailun vuoksi mainittakoon, että Marsin auringonvalon voimakkuus on noin 40 prosenttia Maan auringonvalon voimakkuudesta, vaikka jos planeetan ilmakehässä on runsaasti hiilidioksidia, kasvihuoneilmiö voisi pitää lämpötilat pakkasen yläpuolella.

Seuraavaksi löydöksi ilmoitettiin 21. huhtikuuta 2009 sisempi planeetta Gliese 581e, jonka löysi niin ikään Geneven observatorio ja joka käytti HARPS-instrumentin tietoja. Tämä planeetta, jonka minimimassa on 1,9 maapalloa, oli tuolloin vähämassaisin vahvistettu eksoplaneetta, joka oli tunnistettu pääjaksotähden ympärillä.

29. syyskuuta 2010 Keckin observatoriota käyttävät tähtitieteilijät ehdottivat kahta muuta planeettaa, Gliese 581f:ää ja Gliese 581g:tä, jotka molemmat ovat lähes ympyränmuotoisilla kiertoradoilla ja jotka perustuivat analyysiin, joka perustui yhdistelmään aineistoista, jotka oli saatu HARPS- ja HIRES-instrumenteista. Ehdotetun Gliese 581f -planeetan uskottiin olevan 7 maapallon massainen planeetta 433 päivän kiertoradalla ja liian kylmä nestemäisen veden ylläpitämiseen. Planeettaehdokas Gliese 581g herätti enemmän huomiota: yksi sen löytäjistä antoi sille lempinimen Zarminan maailma, ja Gliese 581g:n ennustettu massa oli 3-4 Maan massaa, ja sen kiertoaika oli 37 päivää. Kiertoradan etäisyyden laskettiin olevan reilusti tähden asuinkelpoisen vyöhykkeen sisällä, vaikka planeetan odotettiin olevan vuorovesilukittu niin, että sen toinen puoli on aina tähteä kohti. National Science Foundationin Lisa-Joy Zgorskille antamassaan haastattelussa Steven Vogtilta kysyttiin, mitä hän ajattelee elämän mahdollisuuksista Gliese 581g:llä. Vogt oli optimistinen: ”En ole biologi enkä halua esittää sellaista televisiossa. Kun otetaan huomioon elämän yleisyys ja taipumus kukoistaa kaikkialla, missä se voi, sanoisin, että … elämän mahdollisuudet tällä planeetalla ovat 100-prosenttiset”. Minulla ei ole siitä juuri minkäänlaista epäilystä.”

Kaksi viikkoa Gliese 581f:n ja Gliese 581g:n löytämisen julkistamisen jälkeen tähtitieteilijä Francesco Pepe Geneven observatoriosta kertoi, että uudessa analyysissä, joka koski 179:ää HARPS-spektrograafilla kuuden ja puolen vuoden aikana tehtyä mittausta, planeetta g:tä tai planeetta f:ää ei voitu havaita, eikä asiaankuuluvia mittaustuloksia ollut mahdollista havaita, ja asiaa koskevat mittaussuoritukset on sisällytetty julkaisuun, joka on ladattu ARXiv-preprint-palvelimelle (ArXiv preprint-palvelin) – joskin ne ovat vieläkin julkaisematta jossakin referoidussa lehdessä. Gliese 581f:n olemattomuus hyväksyttiin suhteellisen nopeasti: osoitettiin, että säteittäisen nopeuden vaihtelut, jotka johtivat Gliese 581f:n väitettyyn löytymiseen, liittyivät pikemminkin tähtien aktiivisuussykliin kuin kiertävään planeettaan. Planeetta g:n olemassaolo pysyi kuitenkin kiistanalaisena: Vogt vastasi tiedotusvälineissä pitävänsä kiinni löydöstä, ja heräsi kysymyksiä siitä, johtuiko vaikutus oletuksesta, jonka mukaan radat olivat ympyränmuotoisia eikä eksentrisiä, vai käytetyistä tilastollisista menetelmistä.

Bayesin analyysi ei löytänyt selvää näyttöä viidennestä planeettasignaalista yhdistetyssä HIRES/HARPS-aineistossa, vaikka muut tutkimukset johtivat siihen johtopäätökseen, että aineisto tuki planeetta g:n olemassaoloa, vaikkakin parametreissa esiintyi voimakkaita degeneraatioita, jotka johtuivat ensimmäisestä eksentrisestä harmoniasta ulomman planeetan Gliese 581d:n kanssa.

Käyttäen oletusta, että datassa esiintyvä kohina oli korreloitunutta (punaista kohinaa eikä valkoista kohinaa), Roman Baluev kyseenalaisti paitsi planeetan g myös Gliese 581d:n olemassaolon, ja esitti, että planeetoista (Gliese 581b, c ja e) oli olemassa vain kolme.

Euroopan avaruusjärjestö (ESA) ilmoitti 27. marraskuuta 2012, että Herschel-avaruusobservatorio oli havainnut komeettojen vyöhykealueet, jotka olivat sijainneet ”etäisyydellä 25 ± 12 AU:n etäisyydellä ja vaihtelivat jopa 60 AU:n etäisyydelle”. Siinä on oltava ”vähintään 10 kertaa” enemmän komeettoja kuin Aurinkokunnassa. Tämä todennäköisesti sulkee pois Saturnuksen massaiset planeetat 0,75 AU:n ulkopuolella. Kuitenkin toinen (löytämätön) planeetta kauempana, vaikkapa Neptunuksen massainen planeetta 5 AU:n etäisyydellä, saattaisi olla tarpeen, jotta komeettavyö pysyisi täydennettynä.

Toinen vastaväite Gliese 581d:n olemassaoloa vastaan esitettiin vuonna 2014 julkaistussa tutkimuksessa, jonka kirjoittajat väittivät, että Gliese 581d on ”tähtiaktiivisuudesta johtuva artefakti, joka epätäydellisenä oikaistuna aiheuttaa planeetan g väärän havaitsemisen”. Tämä on edelleen kiistanalaista, sillä eräässä vuonna 2015 julkaistussa artikkelissa ollaan samaa mieltä vuoden 2014 analyysin kanssa ja toisessa eri mieltä.

PlaneetatEdit

Gliese 581 -planeettajärjestelmän kiertoradat vuoden 2009 analyysin mukaan ilman planeettoja g ja f. Kuvassa Gliese 581c on kolmas planeetta tähdestä.

Jatkuva analyysi järjestelmästä on tuottanut useita malleja järjestelmän ratajärjestyksestä. Tällä hetkellä ei ole yksimielisyyttä, ja saatavilla olevien radiaalinopeustietojen perusteella on ehdotettu 3, 4, 5 ja 6 planeetan malleja. Useimmat näistä malleista ennustavat kuitenkin, että sisäiset planeetat ovat lähellä ympyränmuotoisia kiertoratoja, kun taas ulommat planeetat, erityisesti Gliese 581d, jos se on olemassa, ovat elliptisemmillä kiertoradoilla.

Mallit Gliese 581:n asuinkelpoisesta vyöhykkeestä osoittavat, että vyöhyke ulottuu noin 0,1-0,5 AU:n etäisyydelle, ja että se käsittää osan Gliese 581d:n kiertoradasta. Kolme ensimmäistä planeettaa kiertävät lähempänä tähteä kuin elinkelpoisen vyöhykkeen sisäreunaa, ja planeetat d ja g kiertävät sen sisällä.

Vahvistetut planeetat Muokkaa

Gliese 581e Muokkaa

Gliese 581e on sisin planeetta ja 1,7 Maan massan minimimassallaan kolmesta planeetasta vähämassaisin. Se löydettiin vuonna 2009, ja se on myös viimeisin vahvistettu planeetta, joka on löydetty tästä järjestelmästä. Sen kiertorata kestää 3,15 päivää. Alkuperäiset analyysit viittasivat siihen, että planeetan rata on melko elliptinen, mutta sen jälkeen kun radiaalinopeusmittauksia on korjattu tähtien aktiivisuuden vuoksi, tiedot viittaavat nyt ympyränmuotoiseen kiertorataan.

Gliese 581bEdit

Gliese 581b on massiivisin planeetta, jonka tiedetään kiertävän Gliese 581:tä, ja se löydettiin ensimmäisenä.

Gliese 581cEdit

Gliese 581c on kolmas Gliese 581:tä kiertävä planeetta. Se löydettiin huhtikuussa 2007. Udry et al. väittivät vuoden 2007 artikkelissaan, että jos Gliese 581c:llä on Maan tyyppinen koostumus, sen säde olisi 1,5R⊕, mikä olisi tuolloin tehnyt siitä ”kaikkien tunnettujen eksoplaneettojen Maan kaltaisimman”. Suoraa säteen mittausta ei voida tehdä, koska Maasta katsottuna planeetta ei kulje tähtensä kautta. Planeetan vähimmäismassa on 5,5 kertaa Maan massa. Planeetta herätti aluksi huomiota mahdollisena asuttavana planeettana, mutta tämä on sittemmin hylätty. Keskimääräisen mustan kappaleen pintalämpötilan on arvioitu olevan -3 °C:n (Venuksen kaltaisella albedolla) ja 40 °C:n (Maan kaltaisella albedolla) välillä, mutta lämpötila voi olla paljon korkeampi (noin 500 °C) Venuksen kaltaisen kasvihuoneilmiön vuoksi. Jotkut tähtitieteilijät uskovat, että järjestelmässä on saattanut tapahtua planetaarinen siirtymä, ja Gliese 581c on saattanut muodostua pakkasrajan tuolla puolen, ja sen koostumus on ollut samanlainen kuin Ganymedeksen kaltaisilla jäisillä kappaleilla. Gliese 581c suorittaa täyden kiertoradan vajaassa 13 päivässä.

Vahvistamattomat planeetatEdit

Gliese 581gEdit

Gliese 581g, epävirallisesti tunnettu nimellä Zarminan maailma, on vahvistamaton (ja kiistelty) eksoplaneetta, jonka väitetään kiertävän Gliese 581 -planeettajärjestelmässä parinkymmenen valovuoden päässä Maasta. Sen löysi Lick-Carnegie Exoplanet Survey, ja se on kuudes planeetta, joka on löydetty kiertämään tähteä (Gliese 581 f todettiin artefaktiksi); Euroopan eteläisen observatorion (ESO) / High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) -tutkimusryhmä ei kuitenkaan pystynyt vahvistamaan sen olemassaoloa, ja sen olemassaolo on edelleen kiistanalainen. Sen uskotaan olevan lähellä tähtensä elinkelpoisen vyöhykkeen keskiosaa. Tämä tarkoittaa, että se voisi ylläpitää nestemäistä vettä – joka on välttämättömyys kaikelle tunnetulle elämälle – pinnallaan, jos planeetalla on suotuisat ilmakehäolosuhteet.

Gliese 581g:n väittivät havainneensa Lick-Carnegie Exoplanet Survey -tutkimuksen tähtitieteilijät. Kirjoittajat totesivat, että planeetan havaitsemiseen tarvittiin sekä High Resolution Echelle Spectrometerin (HIRES) että HARPSin tietokokonaisuuksia; ESO/HARPS-tutkimusryhmä ei kuitenkaan pystynyt vahvistamaan sen olemassaoloa. Planeetta jäi vahvistamatta, koska sen olemassaolosta ei päästy yksimielisyyteen. Lisätutkimuksissa löydettiin todisteita vain neljästä planeetasta, mutta löytäjä Steven S. Vogt ei ollut samaa mieltä näistä johtopäätöksistä; Guillem Anglada-Escudén toinen tutkimus tuki myöhemmin planeetan olemassaoloa. Vuonna 2012 Vogtin tekemä uusi analyysi tuki sen olemassaoloa. Vuonna 2014 tehdyssä uudessa tutkimuksessa tultiin siihen tulokseen, että kyseessä oli väärä positiivinen tulos; vuonna 2015 tehty uusi analyysi kuitenkin osoitti, että se voi edelleen olla olemassa. Planeetan uskotaan olevan vuorovesilukittu tähteensä. Jos planeetalla on tiheä ilmakehä, se saattaa pystyä kierrättämään lämpöä. Planeetan todellinen asuttavuus riippuu sen pinnan ja ilmakehän koostumuksesta. Sen lämpötilan uskotaan olevan noin -37 – -11 °C (-35 – 10 °F). Vertailun vuoksi mainittakoon, että maapallon keskimääräinen pintalämpötila on 15 °C, kun taas Marsin keskimääräinen pintalämpötila on noin -63 °C (-81 °F). Planeetalla on Vogtin mukaan ”100 %” mahdollisuus ylläpitää elämää, mutta tämä on kiistelty.

Gliese 581dEdit

Gliese 581d on eksoplaneetta, jonka olemassaolo on tällä hetkellä kiistanalainen kohinan ja tähtien aktiivisuuden aiheuttamien epätarkkojen analyysien vuoksi, ja jota NASAn eksoplaneetta-arkisto pitää kiistettynä. Asia on edelleen kiistanalainen, sillä eräässä vuonna 2015 julkaistussa artikkelissa ollaan samaa mieltä vuoden 2014 analyysin kanssa ja toisessa taas eri mieltä. Vuonna 2019 julkaistussa lähistöllä olevia M-kääpiöitä kiertäviä planeettoja käsittelevässä artikkelissa luetellaan GJ 581 d (joskin he nimeävät sen GJ 581 e:ksi). Planeetan massan arvellaan olevan 6,98 maapalloa ja sen säteen, olettaen Maan kaltaisen koostumuksen, arvellaan olevan 2,2R⊕, mikä tekee siitä super-Maan. Sen kiertoaikajakson uskotaan olevan 66,87 vuorokautta pitkä, ja sen puolittainen suurakseli on 0,21847 AU, ja sen eksentrisyys on rajoittamaton. Analyysit viittaavat siihen, että se kiertää tähden elinkelpoisella vyöhykkeellä, jossa lämpötilat ovat juuri sopivat elämän ylläpitämiseen.

SETIEdit

Gliese 581:n järjestelmä on ollut sekä SETI:n että aktiivisen SETI:n etsintäkohteena etsiessään maan ulkopuolista elämää.Viesti Maasta (A Message from Earth, AMFE) on voimakas digitaalinen digitaalinen radiosignaali, joka lähetettiin lokakuun 9. päivänä 2008 Gliese 581c:n suuntaan. Signaali on digitaalinen aikakapseli, joka sisältää 501 viestiä, jotka valittiin sosiaalisen verkostoitumissivuston Bebon kilpailussa. Viesti lähetettiin Ukrainan kansallisen avaruusjärjestön Jevpatoria RT-70 -radioteleskoopin tutkateleskoopilla. Signaali saavuttaa Gliese 581:n vuoden 2029 alussa.

Optisen SETI:n avulla Ragbir Bhathal väitti havainneensa selittämättömän valopulssin Gliese 581 -järjestelmän suunnasta vuonna 2008.

Vuonna 2012 Perthissä sijaitsevan Curtinin yliopiston kansainvälinen radioastronomian tutkimuskeskus kohdensi Gliese 581:n tarkasti Australian Long Baseline Array -järjestelmällä, jossa käytettiin kolmea radioteleskooppilaitosta eri puolilla Australiaa ja Very Long Baseline Interferometry -tekniikkaa, mutta mitään ehdokkaana olevia signaaleja ei kuitenkaan löydetty.

RoskakiekkoMuutos

Systeemin uloimmalla reuna-alueella on massiivinen roskakiekko, jossa on komeettoja enemmän kuin Aurinkokunta. Roskakiekon kaltevuus on 30° ja 70° välillä. Jos planeettojen radat sijaitsisivat samassa tasossa, niiden massat olisivat 1,1- ja 2-kertaiset minimimassa-arvoihin nähden.