Gliese 581: M klasės raudonoji nykštukė ir ginčijama egzoplanetų sistema
Gliese 581 – netoli esanti M klasės raudonoji nykštukė su ginčijama egzoplanetų sistema. Sužinok apie atradimus, gyvenamąją zoną ir mokslininkų diskusijas.
Gliese 581 yra M klasės raudonoji nykštukė, esanti netoli Žemės. Ji dažnai klasifikuojama kaip M3V tipo žvaigždė. Iš pradžių atstumu dažnai nurodoma ~22 šviesmečiai, bet tikslesni matavimai rodo apie 20,3 šviesmečio (≈6,24 parsekų). Ji yra tarp arčiau Saulės esančių žvaigždžių ir pagal išmatuotą atstumą yra vienuoliktos dešimtosios dešimtosios dešimtosios? — 89-oji arčiausiai Saulės esanti žinoma žvaigždė (skaičiai gali skirtis priklausomai nuo įtrauktų objektų sąrašų). Ji taip pat žinoma kaip HO Librae, GL 581 arba GJ 581.
Astronomai aptiko keletą ne Saulės sistemos planetų, skriejančių aplink Gliese 581. Planetų aptikimui daugiausia naudoti radialinės spartos (Doplerio) metodai, ypač HARPS ir HIRES spektrografai. Dėl skirtingų duomenų analizės metodų ir žvaigždės aktyvumo interpretacijų egzistuoja ginčai: bent kelios planetos (paprastai žymimos b, c, e ir d) laikomos patikimomis, tačiau planetos f ir g pasiūlymas yra ginčytinas, o ypač planeta g daugelyje vėlesnių tyrimų nepatvirtinta ir greičiausiai kilo iš žvaigždės veiklos signalų. Keletas ankstesnių teiginių apie gyvenamąją zondą tinkamas planetas taip pat buvo atkoreguoti, kai išaiškėjo, kad dalis signalų – žvaigždės rotacijos ar magnetinės veiklos aliasai.
Gliese 581 spindulys ir masė yra palyginti nedideli – žvaigždė turi maždaug 0,3 Saulės masės ir 0,3 Saulės spindulio (t. y. apie trečdalį Saulės parametrų), todėl priklauso mažų ir ilgai gyvenančių raudonųjų nykštukių klasei. Apskaičiuota jos temperatūra yra apie 3498 Kelvinų (apie 3225 Celsijaus laipsnių, ~5837 Farenheito laipsnių). Jos šviesis yra žymiai mažesnis už Saulės – maždaug 0,01205 Saulės šviesio.
Žvaigždė yra pastebima Svarstyklių žvaigždyne. Jos regimoji ryškis V spektre yra apie 10,57 magnitudės, todėl plika akimi ji nematoma ir norint stebėti reikalingas bent mėgintuvėlio dydžio teleskopas ar prietaisai, jautrūs silpniems šaltiniams. Kadangi žvaigždė yra arti ir pakankamai ryški prietaisuose, ji buvo intensyviai stebima radialinės spartos programų.
Gliese 581 sistemos planetos istorija yra viena iš labiausiai diskutuojamų egzoplanetų tyrimuose: pirmosios kelios planetos (ypač b, c, d) buvo paskelbtos per 2005–2007 metus, vėliau pridėta e (2009 m.), o 2010 m. pasiūlytos f ir g sukėlė didelį susidomėjimą dėl galimos gyvenamosios zonos planetos g. Tačiau tolesnės analizės parodė, kad dalis signalų gali kilti iš žvaigždės aktyvumo ciklų arba būti duomenų apdorojimo artefaktai, todėl šių papildomų planetų buvimas lieka neįtikinamai įrodytas. Dėl žvaigždės mažos masės ir žemos spindesio jos gyvenamoji zona yra arti žvaigždės, todėl planetos artimos orbitos gali būti tinkamos skystam vandeniui tik esant tinkamoms atmosferos sąlygoms, bet artumas taip pat padidina tikimybę, kad planetos bus tidališkai pririštos ir veikiamos žvaigždės spinduliuotės bei aktyvumo.
Trumpai apie tai, kodėl Gliese 581 tyrimai svarbūs: tai viena iš arti esančių raudonųjų nykštukių su pasiūlymais apie kelias žemės tipo ar prigrindines planetas, todėl ji buvo dažnai cituojama diskusijose apie gyvybę kitur Visatoje. Ji taip pat demonstruoja, kiek jautrūs ir sudėtingi gali būti egzoplanetų aptikimo metodai – ypač kai žvaigždė turi savo aktyvumo modelius, kurie gali imituoti planetų signalus. Dabartiniai ir būsimi tikslūs stebėjimai bei laikini ilgalaikiai tyrimai (pvz., su nenumatytų klaidų mažinimu ir žvaigždės aktyvumo modeliavimu) padės galutinai išsiaiškinti, kurios sistemos planetos yra tikros ir ar yra objektų, esančių Gliese 581 gyvenamojoje zonoje.
Planetos
2005 m. mokslininkai aptiko planetą, skriejančią aplink Gliese 581. Mokslininkai, vadovaujami Stepheno Vogto, planetai surasti naudojo metodą, vadinamą Doplerio spektroskopija, ir pateikė keletą faktų apie planetą. Jie teigė, kad planetos, pavadintos Gliese 581b, dydis artimas Neptūno (aštuntosios mūsų Saulės sistemos planetos) dydžiui. Jie nustatė, kad 581b sveria 16,6 karto daugiau nei Žemė, o jos orbita aplink GL 581 trunka 5,366 dienos.
Paskelbus šį tyrimą, daugiau mokslininkų pradėjo ieškoti kitų planetų, skriejančių aplink Gliese 581. 2007 m. kita astronomų grupė teigė atradusi dar dvi planetas. Šios dvi planetos buvo pavadintos 581c ir 581d. Planetos c masę mokslininkai išmatavo 5,06 karto didesnę už Žemės masę. Jie nustatė, kad planetos orbita trunka 12,931 dienos. Planetos d masę jie nustatė 8,3 karto didesnę už Žemės masę, o orbitos trukmę - 83,4 dienos.
2009 m. pirmoji astronomų grupė aptiko ketvirtąją planetą, pavadintą 581e. Jie nustatė, kad planetos masė 1,94 karto didesnė už Žemės masę, o planetos orbita yra 3,149 dienos ilgio. Astronomai taip pat dar kartą ištyrė planetą 581d ir atliko tikslesnius šios planetos matavimus. Jie nustatė, kad planetos masė 7,09 karto didesnė už Žemės masę, o jos orbita trunka 66,8 dienos.
Galimybė turėti daugiau planetų
Vogto astronomų grupė pranešė, kad jie aptiko dar dvi aplink Gliese 581 skriejančias planetas, pavadintas 581f ir 581g. Savo atradimus jie paskelbė 2010 m. Nustatyta, kad 581f planetos masė yra 7,0 Žemės masės, o orbitos ilgis - 433 dienos. Kitos naujos planetos, 581g, masė buvo 3,1 karto didesnė už Žemės masę, o orbitos ilgis - 36,6 dienos.
Vogto grupei paskelbus ataskaitą apie penktąją ir šeštąją planetas, kai kurie kiti astronomai paskelbė priešingus rezultatus. 2012 m. šie mokslininkai teigė, kad planetos 581f ir 581g iš tikrųjų neegzistuoja. Jų ataskaitoje buvo teigiama, kad naujieji Vogto grupės atradimai buvo klaidingi. Jie dar kartą peržiūrėjo pirminius Doplerio spektroskopijos duomenis ir nerado jokių dviejų naujų planetų požymių.
Tačiau Vogto grupė paskelbė dar daugiau tyrimų, kurie patvirtino dvi naujas planetas. Vėliau, 2012 m., jie ištyrė naujus Doplerio spektroskopijos eksperimentus ir rado stipresnių planetų 581f ir 581g požymių. Jie taip pat sumodeliavo du orbitų modelius, kuriuos pasiūlė abi mokslininkų grupės. Vogto grupė nustatė, kad siūloma sistema su keturiomis planetomis buvo nestabili, t. y. jei aplink Gliese 581 būtų skraidžiusios tik keturios planetos, sistema jau seniai būtų subyrėjusi. Kita vertus, jie teigė, kad sistema su šešiomis planetomis buvo daug stabilesnė.
Šiandien vis dar nėra vieningos nuomonės dėl to, ar egzistuoja planetos 581f ir 581g.
Orbitų modeliai
Šiuo metu svarstomi du Gliese 581 sistemos orbitų modeliai. Orbitos modelis - tai mokslinis modelis, kurį astronomai sukuria kaip hipotezę, kaip žvaigždės planetos skrieja savo orbitomis. Viename iš jų yra keturios planetos su ekscentrinėmis orbitomis, o kitame - šešios planetos su apskritiminėmis orbitomis.
Pagal pirmąjį modelį kai kurie mokslininkai siūlo, kad aplink Gliese 581 skrieja tik keturios planetos 581b, 581c, 581d ir 581e. Nė viena planeta neskrieja ratu. Vietoj to jų keliai aplink žvaigždę yra elipsės.
Antrajame modelyje šešios planetos 581b-581g skrieja aplink Gliese 581. Čia kiekviena planeta skrieja apskritimine orbita aplink priimančiąją žvaigždę.
Kometų diržas
2012 m. lapkritį Europos kosmoso agentūros mokslininkai pranešė aptikę kometų, skriejančių aplink Gliese 581, juostą. Mūsų Saulės sistemoje yra panaši kometų juosta, vadinama Kuiperio juosta.
Gyvenamumas
Astronomai mano, kad Gliese 581 gyvenamoji zona tęsiasi maždaug nuo 0,05 AU (astronominių vienetų) iki 0,24 AU atstumu nuo žvaigždės. Tai reiškia, kad planetose, skriejančiose tarp šių atstumų, gali būti tinkama temperatūra, leidžianti organinei gyvybei (tokiai, kokią mes pažįstame Žemėje) išlikti.
Jei šešių planetų modelis teisingas, bent dvi iš jų gali būti tinkamos gyventi. Kitaip tariant, jose galėtų gyventi žmonės. Pagal šį modelį planeta 581d skrieja aplink išorinį Gliese 581 gyvenamosios zonos kraštą, o planeta 581g skrieja gyvenamosios zonos viduryje. Jei 581g atmosfera būtų panaši į Žemės atmosferą, planetos temperatūra būtų nuo 236 iki 261 Kelvino (nuo -37 iki -12 Celsijaus, nuo -35 iki 10 Farenheito laipsnių). Tai tik šiek tiek žemesnė temperatūra už Žemės temperatūrą.
Nors šių dviejų planetų temperatūra gali būti tinkama gyvybei gyventi, jų aplinka gali būti nepalanki dėl kitų priežasčių. Planeta 581g gali būti įstrigusi orbitos rezonanse, kai planeta sukasi tokiu pat greičiu, kokiu ji skrieja aplink žvaigždę. Tai reikštų, kad viena planetos pusė visuomet atsukta į žvaigždę, panašiai kaip ta pati Mėnulio pusė visuomet atsukta į Žemę. Tokiu atveju į žvaigždę atgręžtoje pusėje būtų per karšta gyventi žmonėms, o kitoje - per šalta. Planeta 581d taip pat gali būti patekusi į orbitos rezonansą.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra Gliese 581?
A: Gliese 581 yra M klasės raudonoji nykštukė, nutolusi nuo Saulės sistemos per 22 šviesmečius, ir yra 89-oji žinoma arčiausiai Saulės esanti žvaigždė.
K: Kokie yra kiti Gliese 581 pavadinimai?
A: Gliese 581 taip pat žinoma kaip HO Librae, GL 581 arba GJ 581.
K: Ar astronomai atrado kokių nors planetų, skriejančių aplink Gliese 581?
A: Taip, astronomai atrado keletą planetų, skriejančių aplink Gliese 581.
K: Kiek planetų, astronomų nuomone, skrieja aplink Gliese 581?
A: Astronomai sutaria, kad aplink Gliese 581 skrieja keturios planetos.
K: Ar visi astronomai sutaria dėl planetų, skriejančių aplink Gliese 581, skaičiaus?
Atsakymas: Ne, kai kurie astronomai mano, kad aplink Gliese 581 skrieja dar dvi planetos.
K: Ar žmonės Žemėje gali plika akimi pamatyti Gliese 581?
Atsakymas: Ne, Žemėje gyvenantys žmonės plika akimi Gliese 581 nemato. Žvaigždės regimoji žvaigždė yra 10,57, todėl norint ją pamatyti, reikia teleskopo.
K: Kokia yra apytikrė Gliese 581 temperatūra?
A: Apytikrė Gliese 581 temperatūra yra 3498 kelvinai (4125 Celsijaus (7457 Farenheito).
Ieškoti