Gliese 581

Planetsystemet Gliese 581 är det gravitationsbundna system som består av stjärnan Gliese 581 och de objekt som kretsar kring den. Systemet är känt för att bestå av minst tre planeter som upptäckts med hjälp av radialhastighetsmetoden, tillsammans med en skräpskiva. Att systemet är anmärkningsvärt beror främst på tidiga exoplanetologiska upptäckter, mellan 2008 och 2010, av möjliga jordiska planeter som kretsar inom dess beboeliga zon och systemets relativt nära närhet till solsystemet på 20 ljusårs avstånd. Dess observationshistoria är dock kontroversiell på grund av falska upptäckter och gissningar och med radialhastighetsmetoden som ger lite information om planeterna själva utöver deras massa.

De bekräftade planeterna tros vara belägna nära stjärnan med nästan cirkulära banor. I ordning efter avstånd från stjärnan är dessa Gliese 581e, Gliese 581b och Gliese 581c. Bokstäverna representerar upptäcktsordningen, där b är den första planeten som upptäcktes runt stjärnan.

ObservationshistorikRedigera

Det första tillkännagivandet om en planet runt stjärnan var Gliese 581b som upptäcktes av astronomer vid observatoriet i Genève i Schweiz och universitetet i Grenoble i Frankrike. Den upptäcktes i augusti 2005 och med hjälp av omfattande data från ESO/HARPS-spektrometern var den den femte planeten som upptäcktes runt en röd dvärg. Ytterligare observationer av samma grupp resulterade i upptäckten av ytterligare två planeter, Gliese 581c och Gliese 581d. Gliese 581d:s omloppstid ansågs ursprungligen vara 83 dagar men reviderades senare till ett lägre värde på 67 dagar. Det reviderade banavståndet skulle placera den vid den yttre gränsen för den beboeliga zonen, det avstånd där man tror att det är möjligt för flytande vatten att existera på ytan av en planetkropp, förutsatt att de atmosfäriska förhållandena är gynnsamma. Gliese 581d beräknas ta emot ungefär 30 % av den ljusintensitet som jorden tar emot från solen. Som jämförelse har solljuset på Mars ungefär 40 % av intensiteten på jorden, men om det finns höga halter av koldioxid i planetens atmosfär skulle växthuseffekten kunna hålla temperaturen över fryspunkten.

Nästa upptäckt var den inre planeten Gliese 581e, som också gjordes av Observatoriet i Genève och med hjälp av data från HARPS-instrumentet, och som tillkännagavs den 21 april 2009. Denna planet, med en minimimassa på 1,9 jordklot, var vid tidpunkten den minst massiva bekräftade exoplaneten som identifierats runt en huvudföljdstjärna.

Den 29 september 2010 föreslog astronomer med hjälp av Keck-observatoriet ytterligare två planeter, Gliese 581f och Gliese 581g, som båda befinner sig i nästan cirkulära banor, baserat på en analys av en kombination av datamängder från HARPS- och HIRES-instrumenten. Den föreslagna planeten Gliese 581f ansågs vara en planet med 7 jordmassor i en 433-dagars omloppsbana och för kall för att kunna bära flytande vatten. Kandidatplaneten Gliese 581g väckte mer uppmärksamhet: Gliese 581g fick smeknamnet Zarminas värld av en av dess upptäckare, och den beräknade massan för Gliese 581g var mellan 3 och 4 jordmassor, med en omloppstid på 37 dagar. Banavståndet beräknades ligga väl inom stjärnans beboeliga zon, även om planeten förväntades vara tidally locked med en sida av planeten alltid vänd mot stjärnan. I en intervju med Lisa-Joy Zgorski från National Science Foundation fick Steven Vogt frågan om vad han trodde om chanserna för att liv skulle existera på Gliese 581g. Vogt var optimistisk: ”Jag är ingen biolog och vill inte heller spela biolog i TV. Personligen skulle jag, med tanke på livets allestädes närvarande och benägenhet att blomstra varhelst det kan, säga att … chanserna för liv på den här planeten är 100 procent. Jag tvivlar nästan inte på det.”

Två veckor efter tillkännagivandet av upptäckten av Gliese 581f och Gliese 581g rapporterade astronomen Francesco Pepe från Genèveobservatoriet att i en ny analys av 179 mätningar som gjorts av HARPS-spektrografen under 6,5 år kunde varken planet g eller planet f upptäckas, och de relevanta mätningarna inkluderades i en artikel som laddades upp till arXivs preprint-server, även om de fortfarande inte publicerats i en referee-granskad tidskrift. Att Gliese 581f inte existerar accepterades relativt snabbt: det visades att de radialhastighetsvariationer som ledde till den påstådda upptäckten av Gliese 581f i stället var förknippade med stjärnornas aktivitetscykel snarare än med en planet i omloppsbana. Trots detta förblev existensen av planeten g kontroversiell: Vogt svarade i media att han stod fast vid upptäckten och det uppstod frågor om huruvida effekten berodde på antagandet om cirkulära snarare än excentriska banor eller på de statistiska metoder som använts.

Bayesiansk analys fann inga tydliga bevis för en femte planetsignal i den kombinerade HIRES/HARPS-databasen, även om andra studier ledde till slutsatsen att uppgifterna stödde existensen av planeten g, om än med starka degenereringar i parametrarna till följd av den första excentriska harmoniska med den yttre planeten Gliese 581d.

Med hjälp av antagandet att bruset i data var korrelerat (rött brus snarare än vitt brus) ifrågasatte Roman Baluev inte bara existensen av planeten g, utan även Gliese 581d, och antydde att det endast fanns tre planeter (Gliese 581b, c och e).

Den 27 november 2012 meddelade Europeiska rymdorganisationen att rymdobservatoriet Herschel hade upptäckt ett kometbälte ”på 25 ± 12 AU till mer än 60 AU”. Det måste ha ”minst 10 gånger” så många kometer som solsystemet. Detta utesluter troligen planeter med Saturnusmassa bortom 0,75 AU. En annan (oupptäckt) planet längre bort, till exempel en planet med Neptunus-massa vid 5 AU, kan dock behövas för att hålla kometbältet fyllt.

En annan invändning mot existensen av Gliese 581d framfördes i en studie från 2014, vars författare hävdade att Gliese 581d är ”en artefakt av stjärnaktivitet som, när den är ofullständigt korrigerad, orsakar den falska upptäckten av planeten g”. Detta är fortfarande kontroversiellt, med en artikel från 2015 som håller med om analysen från 2014 och en annan som inte håller med.

PlanetsEdit

Omloppsbanorna för Gliese 581 planetsystemet, enligt analysen från 2009 exklusive planeterna g och f. I bilden är Gliese 581c den tredje planeten från stjärnan.

Pågående analyser av systemet har gett upphov till flera modeller för systemets banarrangemang. Det finns för närvarande ingen konsensus och modeller med tre, fyra, fem och sex planeter har föreslagits för att hantera de tillgängliga uppgifterna om radialhastighet. De flesta av dessa modeller förutsäger dock att de inre planeterna är nära inpå med cirkulära banor, medan de yttre planeterna, särskilt Gliese 581d, om den skulle existera, befinner sig på mer elliptiska banor.

Modeller av den beboeliga zonen för Gliese 581 visar att den sträcker sig från ungefär 0,1 till 0,5 AU och tar in en del av Gliese 581d:s bana. De tre första planeterna kretsar närmare stjärnan än den inre kanten av den beboeliga zonen, och planeterna d och g kretsar inom den.

Bekräftade planeterEdit

Gliese 581eEdit

Gliese 581e är den innersta planeten och med en minsta massa på 1,7 jordmassor är den minst massiva av de tre. Den upptäcktes 2009 och är också den senaste bekräftade planeten som upptäckts i detta system. Det tar 3,15 dagar för den att fullborda en omloppsbana. Initiala analyser tydde på att planetens bana är ganska elliptisk, men efter att ha korrigerat radialhastighetsmätningarna för stjärnaktivitet tyder data nu på en cirkulär bana.

Gliese 581bRedigera

Gliese 581b är den mest massiva planeten som man vet kretsar runt Gliese 581 och var den första som upptäcktes.

Gliese 581cEdit

Gliese 581c är den tredje planeten som kretsar kring Gliese 581. Den upptäcktes i april 2007. I sin artikel från 2007 hävdade Udry et al. att om Gliese 581c har en sammansättning av jordtyp skulle den ha en radie på 1,5R⊕, vilket då skulle ha gjort den till ”den mest jordlika av alla kända exoplaneter”. En direkt mätning av radien kan inte göras eftersom planeten, sett från jorden, inte passerar sin stjärna. Planetens minimimassa är 5,5 gånger större än jordens. Planeten uppmärksammades ursprungligen som potentiellt beboelig, men detta har sedan dess uteslutits. Den genomsnittliga svartkroppsytetemperaturen har uppskattats ligga mellan -3 °C (för en Venusliknande albedo) och 40 °C (för en jordliknande albedo), men temperaturerna kan vara mycket högre (cirka 500 grader Celsius) på grund av en skenande växthuseffekt som liknar den på Venus. Vissa astronomer tror att systemet kan ha genomgått en planetarisk migration och att Gliese 581c kan ha bildats bortom frostlinjen, med en sammansättning som liknar isiga kroppar som Ganymedes. Gliese 581c genomför en fullständig omloppsbana på knappt 13 dagar.

Obekräftade planeterEdit

Gliese 581gEdit

Gliese 581g, inofficiellt känd som Zarminas värld, är en obekräftad (och omtvistad) exoplanet som påstås kretsa inom planetsystemet Gliese 581, tjugo ljusår från jorden. Den upptäcktes av Lick-Carnegie Exoplanet Survey och är den sjätte planeten som hittats kretsa kring stjärnan (Gliese 581 f visade sig vara en artefakt). Dess existens kunde dock inte bekräftas av European Southern Observatory (ESO)/High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS)-undersökningsgruppen, och dess existens är fortfarande kontroversiell. Den tros befinna sig nära mitten av den beboeliga zonen för sin stjärna. Det innebär att den skulle kunna upprätthålla flytande vatten – en nödvändighet för allt känt liv – på sin yta, om det finns gynnsamma atmosfäriska förhållanden på planeten.

Gliese 581g påstods ha upptäckts av astronomer från Lick-Carnegie Exoplanet Survey. Författarna uppgav att datamängder från både High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) och HARPS behövdes för att upptäcka planeten, men ESO/HARPS-undersökningsgruppen kunde inte bekräfta dess existens. Planeten förblev obekräftad eftersom man inte kunde nå konsensus om dess existens. Ytterligare omanalyser fann endast bevis för fyra planeter, men upptäckaren, Steven S. Vogt, höll inte med om dessa slutsatser. En annan studie av Guillem Anglada-Escudé gav senare stöd för planetens existens. År 2012 stödde en ny analys av Vogt planetens existens. I en ny studie 2014 drogs slutsatsen att det var ett falskt positivt resultat. 2015 föreslog dock en ny analys av data att den fortfarande skulle kunna existera. Planeten tros vara tidelagrad till sin stjärna. Om planeten har en tät atmosfär kan den kanske cirkulera värme. Planetens faktiska beboelighet beror på sammansättningen av dess yta och atmosfär. Man tror att den har temperaturer runt -37 till -11 °C (-35 till 10 °F). Som jämförelse kan nämnas att jorden har en genomsnittlig yttemperatur på 15 °C (59 °F) – medan Mars har en genomsnittlig yttemperatur på cirka -63 °C (-81 °F). Planeten har enligt Vogt en ”100-procentig” chans att stödja liv, men detta är omtvistat.

Gliese 581dEdit

Gliese 581d är en exoplanet som för närvarande är omtvistad på grund av felaktiga analyser orsakade av brus och stjärnaktivitet, och anses motbevisad av NASA:s exoplanetarkiv. Detta är fortfarande kontroversiellt, med en artikel från 2015 som håller med om analysen från 2014 och en annan som inte håller med om den. En artikel från 2019 om planeter som kretsar kring närliggande M-dvärgar listar GJ 581 d (även om de betecknar den som GJ 581 e). Planetens massa tros vara 6,98 jordklot och dess radie, om man antar en jordliknande sammansättning, tros vara 2,2R⊕, vilket gör den till en superjord. Dess omloppstid tros vara 66,87 dagar lång, med en halvstor axel på 0,21847 AU, med en obegränsad excentricitet. Analyser tyder på att den kretsar inom stjärnans beboeliga zon, där temperaturen är precis lagom för att stödja liv.

SETIEdit

Gliese 581-systemet har varit måltavla för både SETI och aktiv SETI-sökning efter utomjordiskt liv.A Message from Earth (AMFE) är en högpresterande digital radiosignal som sändes den 9 oktober 2008 mot Gliese 581c. Signalen är en digital tidskapsel som innehåller 501 meddelanden som valdes ut genom en tävling på den sociala nätverkssajten Bebo. Meddelandet sändes med hjälp av radarteleskopet Yevpatoria RT-70 från Ukrainas nationella rymdstyrelse. Signalen kommer att nå Gliese 581 i början av 2029.

Med hjälp av optisk SETI hävdade Ragbir Bhathal att han 2008 upptäckte en oförklarlig ljuspuls från Gliese 581-systemets riktning.

Internationellt centrum för radioastronomisk forskning vid Curtin-universitetet i Perth, Gliese 581 var 2012 exakt riktad mot Australian Long Baseline Array med hjälp av tre radioteleskopanläggningar i Australien och tekniken Very Long Baseline Interferometry, men inga kandidatsignaler hittades.

SkräpskivaRedigera

I systemets yttersta utkant finns en massiv skräpskiva som innehåller fler kometer än solsystemet. Skräpskivan har en lutning mellan 30° och 70°. Om planeternas banor ligger i samma plan skulle deras massor vara mellan 1,1 och 2 gånger de minsta massvärdena.