Gliese 581g / ɡ l i z ə / , extraoficialmente conocido como Zarmina (o Mundial de Zarmina ), es un no confirmada (y frecuentemente en disputa) [9] exoplaneta reivindicado a la órbita dentro del sistema Gliese 581 , veinte años luz de la Tierra. Fue descubierto por el estudio de exoplanetas Lick-Carnegie y es el sexto planeta que orbita la estrella ; [10] sin embargo, su existencia no pudo ser confirmada por el Observatorio Europeo Austral (ESO) / Buscador de Planetas de Velocidad Radial de Alta Precisión.(HARPS), y su existencia sigue siendo controvertida. Se cree que está cerca de la mitad de la zona habitable de su estrella . [11] Eso significa que podría sostener agua líquida, una necesidad para toda la vida conocida , en su superficie, si existen condiciones atmosféricas favorables en el planeta.
Descubrimiento | |
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Descubierto por | Steven S. Vogt y col. [1] |
Sitio de descubrimiento | Observatorio Keck , Hawái [2] [3] [4] |
Fecha de descubrimiento | 29 de septiembre de 2010 [1] [5] |
Método de detección | Velocidad radial [1] |
Designaciones | |
Nombres alternativos | Zarmina, el mundo de Zarmina |
Características orbitales | |
Epoch JD 2451409.762 [1] | |
Semieje mayor | 0,13 AU (19.000.000 km) [6] |
Excentricidad | 0 [1] |
Periodo orbital | 32 [6] d |
Anomalía media | 271 ± 48 [1] |
Semi-amplitud | 1,29 ± 0,19 [1] |
Estrella | Gliese 581 [1] [7] |
Características físicas | |
Temperatura | 242 K (−31 ° C; −24 ° F) a 261 K (−12 ° C; 10 ° F) [8] |
Se afirmó que Gliese 581g fue detectado por los astrónomos del Estudio de Exoplanetas Lick-Carnegie . Los autores afirmaron que se necesitaban conjuntos de datos tanto del espectrómetro Echelle de alta resolución (HIRES) como del HARPS para detectar el planeta; sin embargo, el equipo de inspección de ESO / HARPS no pudo confirmar su existencia. El planeta permaneció sin confirmar ya que no se pudo llegar a un consenso sobre su existencia. El reanálisis adicional solo encontró evidencia de cuatro planetas , pero el descubridor, Steven S. Vogt , no estuvo de acuerdo con esas conclusiones; otro estudio de Guillem Anglada-Escudé más tarde apoyó la existencia del planeta. [ cita requerida ] En 2012, un nuevo análisis de Vogt apoyó su existencia. [12] Un nuevo estudio en 2014 concluyó que era un falso positivo; [13] sin embargo, en 2015, un nuevo análisis de los datos sugirió que aún podrían existir. [ cita requerida ] Se cree que el planeta está bloqueado por mareas a su estrella. Si el planeta tiene una atmósfera densa , es posible que pueda hacer circular calor. La habitabilidad real del planeta depende de la composición de su superficie y la atmósfera. Se cree que tiene temperaturas alrededor de -37 a -11 ° C (-35 a 10 ° F). En comparación, la Tierra tiene una temperatura superficial promedio de 15 ° C (59 ° F), mientras que Marte tiene una temperatura superficial promedio de alrededor de -63 ° C (-81 ° F). El planeta tiene, según Vogt, un "100%" [14] de posibilidades de albergar vida, pero esto se discute. La supuesta detección de Gliese 581g presagia lo que Vogt llama "una segunda era de los descubrimientos". [1]
Historia
Descubrimiento
Se afirmó que el planeta, en septiembre de 2010, [11] había sido detectado por astrónomos en el Estudio de exoplanetas Lick-Carnegie , dirigido por el investigador principal Steven Vogt , [11] profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de California, Santa Cruz , [11] y el co-investigador R. Paul Butler de la Carnegie Institution de Washington . El descubrimiento se realizó utilizando medidas de velocidad radial , [11] [1] combinando 122 observaciones obtenidas durante 11 [11] años del instrumento HIRES del Observatorio WM Keck [11] con 119 medidas obtenidas durante 4,3 años del HARPS [11] instrumento del telescopio ESO 3.6 m [11] en el Observatorio La Silla . [4] Además, las mediciones de brillo de la estrella se confirmaron con un telescopio robótico [11] de la Universidad Estatal de Tennessee . [1]
Después de restar las señales de la previamente conocida Gliese 581 planetas, b , c , d y e , las señales de dos [11] planetas adicionales fueron evidentes: una señal de 445 días de un planeta designado más externa recién reconocido f , y el 37- señal de día de Gliese 581g. [1] [15] La probabilidad de que la detección de este último fuera falsa se estimó en solo 2,7 en un millón. [1] Los autores afirmaron que si bien la señal de 37 días es "claramente visible solo en el conjunto de datos HIRES", "el conjunto de datos HARPS por sí solo no es capaz de detectar este planeta de manera confiable" y concluyeron: "Es realmente necesario combinar ambos conjuntos de datos para detectar todos estos planetas de manera confiable ". [1] El equipo de Lick-Carnegie explicó los resultados de su investigación en un artículo publicado en el Astrophysical Journal , que también estuvo disponible en versión preimpresa [16] en arXiv . [11] Aunque no está sancionado por las convenciones de nomenclatura de la IAU , el equipo de Vogt se refiere informalmente al planeta como "El mundo de Zarmina" en honor a su esposa, [17] y en algunos casos simplemente como Zarmina.
Durante un comunicado de prensa que anunciaba el descubrimiento, Vogt et al. reconoció que el "sistema Gliese 581 tiene una historia algo accidentada de reclamos de planetas habitables", ya que dos planetas previamente descubiertos en el mismo sistema, Gliese 581c yd, también fueron considerados como potencialmente habitables, pero luego evaluados como fuera de lo habitable definido de manera conservadora. zona. [11]
No detección en el nuevo análisis de datos HARPS
Dos semanas después del anuncio del descubrimiento de Gliese 581g, otro equipo, dirigido por Michael Mayor del Observatorio de Ginebra [11], informó que en un nuevo análisis de 179 mediciones tomadas por el espectrógrafo HARPS [11] durante 6,5 años, ninguno de los planetas g [11] ni el planeta f fue detectable. [18] [19] [20] Un astrónomo que trabaja con datos HARPS en el Observatorio de Ginebra, Francesco Pepe , dijo en un correo electrónico para un artículo de la revista Astrobiology publicado en Space.com : "La razón es que, a pesar de los extremos precisión del instrumento y los muchos puntos de datos, la amplitud de la señal de este potencial quinto planeta es muy baja y básicamente al nivel del ruido de medición ". [11] [21] El equipo de Ginebra también había publicado su artículo sobre arXiv , [11] pero parecía que [11] no había sido aceptado para su publicación.
Vogt respondió a las últimas preocupaciones diciendo: "No estoy demasiado sorprendido por esto, ya que son señales muy débiles, y agregar 60 puntos a 119 no se traduce necesariamente en grandes ganancias en la sensibilidad". [22] Más recientemente, agregó Vogt: "Estoy seguro de que hemos informado de manera precisa y honesta nuestras incertidumbres y realizado un trabajo exhaustivo y responsable al extraer la información que este conjunto de datos tiene para ofrecer. Estoy seguro de que cualquiera que analice de forma independiente este conjunto de datos llegan a las mismas conclusiones ". [23]
Las diferencias en los resultados de los dos grupos pueden involucrar las características orbitales planetarias asumidas en los cálculos. Según la astrónoma del Instituto de Tecnología de Massachusetts Sara Seager , Vogt postuló que los planetas alrededor de Gliese 581 tenían órbitas perfectamente circulares, mientras que el grupo suizo pensaba que las órbitas eran más excéntricas . [24] Esta diferencia de enfoque puede ser la razón del desacuerdo, según Alan Boss . [24] Butler comentó que con observaciones adicionales, "esperaría que en una escala de tiempo de uno o dos años esto se resolviera". [18] Otros astrónomos también apoyaron una evaluación deliberada: Seager declaró: "Tendremos consenso en algún momento; no creo que necesitemos votar ahora". Ray Jayawardhana señaló: "Dadas las implicaciones extremadamente interesantes de tal descubrimiento, es importante tener una confirmación independiente". [24] Gliese 581g aparece como "no confirmado" en la Enciclopedia de Planetas Extrasolares . [25]
Análisis adicionales de los datos de HIRES / HARPS
En diciembre de 2010, un grupo dirigido por Rene Andrae del Instituto Max Planck de Astronomía informó sobre un supuesto error metodológico en el análisis de datos que condujo al descubrimiento de Gliese 581f y g. [26] [11]
En 2011, otro nuevo análisis, realizado por un grupo dirigido por Philip Gregory de la Universidad de Columbia Británica, no encontró evidencia clara de una quinta señal planetaria en el conjunto de datos combinados HIRES / HARPS. [11] [27] Se hizo la afirmación de que los datos de HARPS proporcionaron solo algunas pruebas de señales de 5 planetas, mientras que la incorporación de ambos conjuntos de datos degradó la evidencia de más de cuatro planetas (es decir, ninguna para 581f o 581g). [27] Mikko Tuomi de la Universidad de Hertfordshire realizó un reanálisis bayesiano de los datos de HARPS y HIRES con el resultado de que "no implican la conclusión de que hay dos compañeros adicionales orbitando GJ 581". [28]
"He estudiado [el documento] en detalle y no estoy de acuerdo con sus conclusiones", [29] dijo Steven Vogt en respuesta, preocupado de que Gregory haya considerado los datos de HIRES como más inciertos. [30] "La cuestión de la existencia de Gliese 581g no se resolverá definitivamente hasta que los investigadores recopilen más datos de velocidad radial de alta precisión", dijo Vogt. Sin embargo, Vogt espera más análisis para fortalecer el caso del planeta. [31]
Mediante la realización de una serie de pruebas estadísticas, Guillem Anglada-Escudé del Carnegie Institute de Washington concluyó que la existencia de Gl 581g estaba bien respaldada por los datos disponibles, a pesar de la presencia de una degeneración estadística que deriva de un alias del primer armónico excéntrico. de otro planeta del sistema. [32] En un artículo de próxima publicación, Anglada-Escudé y Rebekah Dawson afirmaron que, "con los datos que tenemos, la explicación más probable es que este planeta todavía está allí". [33]
Reanálisis de 2012 de los datos de HARPS
En julio de 2012, Vogt volvió a analizar los datos de 2011 propuestos por Forveille et al., Señalando que había cinco objetos (Gliese 581b, e, c, g, d, sin evidencia de f). El planeta g orbitaba alrededor de 0,13 UA con un período orbital de treinta y dos días, colocándolo dentro de la zona habitable. Vogt concluyó que el objeto tenía una masa mínima de 2,2 M y tenía una probabilidad de falso positivo de menos del 4%. Vogt también dijo que no podrían llegar a la misma conclusión que el equipo de Ginebra, sin eliminar los puntos de datos, "No sé si esta omisión fue intencional o un error", dijo, "Sólo puedo decir que, si es fue un error, han estado cometiendo el mismo error más de una vez, no solo en este artículo, sino también en otros periódicos ". [11] Vogt luego dijo que el planeta estuvo allí mientras todos los planetas tuvieran órbitas circulares, y que las órbitas circulares funcionan debido a “la estabilidad dinámica, bondad de ajuste y principio de parsimonia (Navaja de Occam)”. [11] [3] [6]
Estudios adicionales
Un estudio en 2014, publicado en Science , [34] dirigido por el investigador postdoctoral [34] Paul Robertson concluyó que Gliese 581d es "un artefacto de actividad estelar que, cuando se corrige de manera incompleta, causa la falsa detección del planeta g". [35] [7] [34] "Eran objetivos de muy alto valor si eran reales", dijo Robertson, "pero lamentablemente descubrimos que no lo eran". [34] Se señaló, durante un comunicado de prensa de la Universidad de Penn State, que las manchas solares a veces pueden enmascararse como señales planetarias. [11] Un estudio adicional concluyó que la existencia de Gliese 581g depende de la excentricidad de Gliese 581d. [35] El planeta fue posteriormente excluido del Catálogo de Exoplanetas Habitables, que es administrado por la Universidad de Puerto Rico en Arecibo . [11] Más tarde, en octubre de ese año, Abel Méndez escribió —en una publicación de blog que caracterizaba "comienzos en falso" en la habitabilidad de exoplanetas— [11] [36] que el planeta no existe.
En 2015, un equipo de investigadores dirigido por Guillem Anglada-Escudé de la Universidad de Londres volvió a analizar los datos y sugirió que el planeta Gliese 581d realmente podría existir, a pesar de la variabilidad estelar, y que la afirmación del año pasado de la existencia de Gliese 581d yg fue provocada por análisis deficiente e inadecuado de los datos, diciendo que el método estadístico utilizado por el equipo de Robertson era "simplemente inadecuado para identificar planetas pequeños como Gliese 581d", instando a que los datos se vuelvan a analizar utilizando un "modelo más preciso". [11] [37]
Características físicas
Bloqueo de marea
Debido a la proximidad de Gliese 581g a su estrella madre, se predice que estará bloqueada por mareas en Gliese 581. Así como la Luna de la Tierra siempre presenta la misma cara a la Tierra, la duración del día sideral de Gliese 581g coincidiría con precisión con la duración de su año. , lo que significa que estaría permanentemente iluminado [11] en una mitad y permanentemente oscuro [11] en la otra mitad de su superficie. [1] [38]
Atmósfera
Una atmósfera que es densa hará circular calor, permitiendo potencialmente que un área amplia de la superficie sea habitable. [39] Por ejemplo, Venus tiene una tasa de rotación solar aproximadamente 117 veces más lenta que la de la Tierra, lo que produce días y noches prolongados. A pesar de la distribución desigual de la luz solar en intervalos de tiempo más cortos que varios meses, las áreas no iluminadas de Venus se mantienen casi tan calientes como el lado diurno por los vientos que circulan globalmente. [40] Las simulaciones han demostrado que una atmósfera que contiene niveles apropiados de CO 2 y H 2 O solo necesita ser una décima parte de la presión de la atmósfera terrestre (100 mbar ) para distribuir eficazmente el calor hacia el lado nocturno. [41] La tecnología actual no puede determinar la composición atmosférica o de la superficie del planeta debido a la abrumadora luz de su estrella madre. [42]
Si un planeta bloqueado por mareas con las características orbitales de Gliese 581g es realmente habitable o no, depende de la composición de la atmósfera y la naturaleza de la superficie planetaria. Un estudio de modelado completo [43] que incluye la dinámica atmosférica, la transferencia radiativa realista y la física de la formación del hielo marino (si el planeta tiene un océano) indica que el planeta puede calentarse tanto como Venus si está seco y permite que se acumule dióxido de carbono. en su atmósfera. El mismo estudio identificó dos estados habitables para un planeta rico en agua. Si el planeta tiene una atmósfera muy delgada, se forma una gruesa corteza de hielo sobre la mayor parte de la superficie, pero el punto subestelar permanece lo suficientemente caliente como para producir una región de hielo delgado o incluso agua abierta episódicamente. Si el planeta tiene una atmósfera con presiones similares a la de la Tierra, que contiene aproximadamente un 20% (molar) de dióxido de carbono, entonces el efecto invernadero es lo suficientemente fuerte como para mantener una piscina de agua abierta debajo del punto subestelar con temperaturas comparables a las de los trópicos de la Tierra. Este estado ha sido apodado "Eyeball Earth" por el autor. [43] El modelado del efecto del bloqueo de las mareas en la posible atmósfera de Gliese 581g, utilizando un modelo de circulación general que emplea una atmósfera con una presión superficial similar a la de la Tierra pero una representación altamente idealizada de los procesos radiativos, indica que para un planeta de superficie sólida las ubicaciones de máximo calor se distribuiría en un patrón en forma de galón lateralmente centrado cerca del punto subestelar. [44] [45]
Clima
Se estima que la temperatura de equilibrio global promedio (la temperatura en ausencia de efectos atmosféricos) de Gliese 581g variaría de 209 a 228 K (−64 a −45 ° C, o −84 a −49 ° F) para Bond albedos (reflectividades) de 0.5 a 0.3 (siendo este último más característico del Sistema Solar interior ). Agregar un efecto invernadero similar a la Tierra produciría una temperatura superficial promedio en el rango de 236 a 261 K (-37 a -12 ° C, o -35 a 10 ° F). [1] [8] Gliese 581g estaría en una órbita donde podría funcionar un termostato de silicato de intemperismo, y esto podría conducir a la acumulación de suficiente dióxido de carbono en la atmósfera para permitir que exista agua líquida en la superficie, siempre que la composición y la tectónica del planeta El comportamiento podría favorecer la desgasificación sostenida. [43]
Comparaciones de temperatura | Mercurio | Venus | tierra | Gliese 581g | Marte |
---|---|---|---|---|---|
Temperatura de equilibrio global | 431 K 158 ° C 316 ° F | 307 K 34 ° C 93 ° F | 255 K −18 ° C −0,4 ° F | 209 K a 228 K −64 ° C a −45 ° C −83 ° F a −49 ° F | 206 K -67 ° C -88,6 ° F |
+ Efecto GEI de Venus | 737 K 464 ° C 867 ° F | ||||
+ Efecto GEI de la Tierra | 288 K 15 ° C 59 ° F | 236 K a 261 K −37 ° C a −12 ° C −35 ° F a 10 ° F | |||
+ Efecto GEI de Marte | 210 K −63 ° C −81 ° F | ||||
tidally bloqueado | sí | Casi | No | Probable | No |
Albedo de bonos globales | 0,142 | 0,9 | 0,29 | 0,5 hasta 0,3 | 0,25 |
Refs. [1] [8] [46] [47] [48] [49] |
En comparación, la temperatura de equilibrio global actual de la Tierra es de 255 K (-18 ° C), que se eleva a 288 K (15 ° C) por los efectos del invernadero. Sin embargo, cuando la vida evolucionó a principios de la historia de la Tierra , se cree que la producción de energía del Sol era solo alrededor del 75% de su valor actual, [50] lo que habría reducido correspondientemente la temperatura de equilibrio de la Tierra en las mismas condiciones de albedo . Sin embargo, la Tierra mantuvo temperaturas estables en esa época, quizás con un efecto invernadero más intenso, [51] o un albedo más bajo, [52] que en la actualidad.
Las temperaturas actuales de la superficie marciana varían desde mínimos de aproximadamente -87 ° C (-125 ° F) durante el invierno polar hasta máximos de hasta -5 ° C (23 ° F) en verano. [46] La amplia gama se debe a la atmósfera enrarecida, que no puede almacenar mucho calor solar, ya la baja inercia térmica del suelo. [53] Al principio de su historia, una atmósfera más densa pudo haber permitido la formación de un océano en Marte . [54]
Habitabilidad
Se cree que el planeta está ubicado dentro de la zona habitable de su estrella madre, una enana roja, que es más fría que el Sol. Eso significa que los planetas necesitan orbitar más cerca de la estrella que en el Sistema Solar para mantener agua líquida en su superficie. Si bien la habitabilidad se define generalmente por la capacidad de los planetas para soportar agua líquida, hay muchos factores que pueden influir en ella. Esto incluye la atmósfera del planeta y la variabilidad de su estrella madre en términos de emisión de energía. [11]
En una entrevista con Lisa-Joy Zgorski, de la National Science Foundation , se le preguntó a Steven Vogt qué pensaba sobre las posibilidades de vida en Gliese 581g. Vogt se mostró optimista: "No soy biólogo, ni quiero jugar a uno en la televisión. Personalmente, dada la ubicuidad y la propensión de la vida a florecer donde sea posible, diría que ... las posibilidades de vida en este planeta son 100%. Casi no tengo ninguna duda al respecto ". [14] En el mismo artículo, se cita al Dr. Seager diciendo "Todo el mundo está tan preparado para decir que este es el próximo lugar donde encontraremos vida, pero este no es un buen planeta para el seguimiento". [14] Según Vogt, la larga vida de las enanas rojas mejora las posibilidades de que haya vida presente. "Es bastante difícil detener la vida una vez que se le dan las condiciones adecuadas", dijo. [55] Según la entrevista de Associated Press con Steven Vogt, "La vida en otros planetas no significa ET. Incluso una simple bacteria unicelular o el equivalente al moho de la ducha sacudiría las percepciones sobre la singularidad de la vida en la Tierra". [55]
Trascendencia
Los científicos han monitoreado solo un número relativamente pequeño de estrellas en la búsqueda de exoplanetas. El descubrimiento de un planeta potencialmente habitable como Gliese 581g tan temprano en la búsqueda podría significar que los planetas habitables están distribuidos más ampliamente de lo que se creía anteriormente. [56] Según Vogt, el descubrimiento "implica un límite inferior interesante en η ⊕ ya que solo hay ~ 116 estrellas conocidas de tipo solar o posteriores ... a la distancia de 6.3 parsec de GJ 581". [1] Este hallazgo presagia lo que Vogt llama una nueva y segunda Era de Descubrimiento en exoplanetología :
La confirmación de otros equipos a través de vehículos recreativos adicionales de alta precisión sería muy bienvenida. Pero si GJ 581g es confirmado por un mayor escrutinio de RV, el mero hecho de que se haya detectado un planeta habitable tan pronto, alrededor de una estrella tan cercana, sugiere que η ⊕ bien podría estar en el orden de unas pocas decenas de por ciento, y por lo tanto que o hemos sido increíblemente afortunados en esta detección temprana, o estamos realmente en el umbral de una segunda Era de los Descubrimientos. [1]
Si la fracción de estrellas con planetas potencialmente habitables (η ⊕ , " eta-Tierra ") es del orden de unas pocas decenas de por ciento como propone Vogt, y la vecindad estelar del Sol es una muestra típica de la galaxia, entonces el descubrimiento de Gliese 581g en la zona habitable de su estrella apunta al potencial de miles de millones de planetas similares a la Tierra solo en nuestra galaxia, la Vía Láctea . [38]
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enlaces externos
- Fundación Nacional de Ciencias (2010-09-29). "Steven Vogt y Paul Butler lideran un equipo que descubrió el primer exoplaneta potencialmente habitable" .
Video: Steven Vogt de UC Santa Cruz y UC Observatories y Paul Butler de Carnegie Institution de Washington se unen a Lisa-Joy Zgorski de NSF para anunciar el descubrimiento del primer exoplaneta que tiene el potencial de albergar vida.
- "Investigación financiada por la NASA y la NSF encuentra el primer exoplaneta potencialmente habitable" . Lanzamiento 10-237 . NASA . 2010-09-29.
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Coordenadas : 15 h 19 m 27 s , −07 ° 43 ′ 19 ″