Gliese 581 g

Gliese 581 g
Gliese 581 g
Gliese 581 system compared to solar system.jpg
Una concepción artística del sistema Gliese 581 comparado con el sistema solar.
Descubrimiento
Descubridor Vogt et al. en Telescopio Keck, Hawái
Fecha 29 de septiembre 2010
Método de detección Velocidad radial
Categoría Exoplaneta
Estado Sin confirmar[1]
Estrella madre
Estrella Gliese 581
Constelación Libra
Ascensión recta (α) 15h 19m 26s
Declinación (δ) −07° 43′ 20″
Distancia estelar 20,3 ± 0,3 años luz, (6,2 ± 0,1 pc)
Tipo espectral M3V
Magnitud aparente 10,55
Masa 0,31 M☉
Radio 0,29 R☉
Temperatura 3480 ± 48 K
Metalicidad -0,33 ± 0,12 (Fe/H)
Edad 7 – 11 Ga
Elementos orbitales
Semieje mayor 0,146 UA[2]
Período orbital sideral 36,6 días[2]
Características físicas
Masa 3,1 - 4,3 MTierra (min)[2]
Radio 1.3 – 2.0MTierra (min)[2]
Gravedad 1.1 – 1.7MTierra (min)[2]

Gliese 581 g es un planeta del sistema Gliese 581, ubicada a 20,3 años luz de la Tierra, en la constelación de Libra. Fue descubierto en septiembre de 2010 y es el planeta más parecido a la Tierra descubierto hasta la fecha. El planeta fue detectado mediante mediciones de la velocidad radial combinando 122 observaciones obtenidas a través de 11 años del instrumento HIRES del telescopio Keck 1 y 119 mediciones obtenidas a través de 4,3 años desde el instrumento HARPS del telescopio de 3,6 metros de ESO en el Observatorio de La Silla en Chile.[3] [2] Después de restar las señales de los previamente conocidos planetas de Gliese 581 b, c, d y e, las señales de dos planetas adicionales fueron evidentes: una señal de 445 días a partir de un planeta recién reconocido más remoto designado f y la señal de 37 días a partir de Gliese 581 g. La probabilidad de que la detección de este último fuera falsa se estimó en 2,7 en un millón. [2] El planeta se encuentra cerca de la mitad de la zona habitable (conocida también como zona "Ricitos de Oro") de su estrella madre, y la presencia de agua líquida se considera una fuerte posibilidad.[4] El descubrimiento de Gliese 581 g se anunció a finales de septiembre 2010,[2] y se cree que es el primer planeta ricitos de oro que se ha encontrado, es el planeta más parecido a la Tierra, y el mejor exoplaneta candidato con el potencial de albergar vida encontrado hasta la fecha.[5]

Contenido

Descubrimiento

Las órbitas del sistema planetario Gliese 581. En la imagen, Gliese 581 g se representa con una órbita circular entre c y d.

El planeta fue detectado por un equipo de astrónomos en el programa de búsqueda de exoplanetas de Lick-Carnegie, dirigido por el investigador principal Steven Vogt, profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de California en Santa Cruz y el co-investigador Paul Butler del Instituto Carnegie de Washington. El planeta se cree que tiene una masa de entre tres a cuatro veces mayor que la de la Tierra y un periodo orbital de un poco menos de 37 días, orbitando a una distancia de 0.146 UA de su estrella madre.[2] Se cree que tiene una masa de entre 3,1 a 4,3 veces la de la Tierra y un radio de 1,3 a 2,0 veces la de la Tierra (1,3 a 1,5 veces la Tierra si es predominantemente rocoso, 1,7 a 2,0 veces la Tierra, si es en su mayor parte hielo de agua). Su masa indica que probable sea un planeta rocoso con una superficie sólida. La gravedad de la superficie del planeta se espera que esté en el rango de 1,1 a 1,7 veces la de Tierra, lo suficiente para mantener una atmósfera que es probable que sea más densa que la terrestre.[2]

Steven Vogt, adoptó de manera no oficial el nombre de "Zarmina" para el planeta, en honor a su esposa.[6]

El descubrimiento de un planeta habitable tan temprano en la búsqueda de exoplanetas, después de que los científicos hayan supervisado un número relativamente pequeño de estrellas para este fin, podría significar que este tipo de planetas están mucho más distribuidos de lo que se había creído. Vogt cree ahora que la relación de sistemas con planetas habitables es del 10% -20%.[7]

El equipo de Carnegie-Lick explicó los resultados de su investigación en un artículo publicado en la revista Astrophysical Journal .

Sin detección en los nuevos análisis de datos de HARPS

Según los últimos datos del espectrógrafo HARPS, tomados durante 6,5 años con 179 mediciones el planeta podría no existir. Así lo ha comunicado de forma extraoficial el astrónomo suizo Francesco Pepe, que trabaja con el HARPS, situado en el telescopio de 3,6 metros de La Silla (Chile).[8] [9] Steven Vogt y su equipo usaron datos del Keck y también del HARPS, pero sólo los obtenidos hasta 2008.

Vogt respondido a las últimas consideraciones al decir, "no estoy demasiado sorprendido por esto ya que son señales muy débiles, y la adición de 60 puntos sobre 119, no necesariamente se traducen en grandes ganancias en la sensibilidad." Advirtió que debido a que ambos conjuntos de datos pueden ser necesarios para detectar el planeta la no detección en este estudio no crea un caso fuerte para que el planeta no exista.[10] Más recientemente, Vogt agregó, "confío en que reportamos de forma precisa y honesta nuestras incertidumbres y hemos hecho un profundo y responsable trabajo en extraer la información que este conjunto de datos tiene para ofrecer. Estoy seguro de que cualquier persona que analice de forma independiente este conjunto de datos llegará a las mismas conclusiones" [11]

Las diferencias en los resultados de los dos grupos tal vez sea por la implicación de las características orbitales asumidas del planeta en los cálculos. Según la astrónoma del MIT Sara Seager, Vogt postula que los planetas alrededor de Gliese 581 tienen órbitas perfectamente circulares mientras que el grupo suizo cree que las órbitas eran más elongadas.[12] Esta diferencia de enfoque puede ser la razón de su discrepancia, de acuerdo con Alan Boss.[12] Butler señaló que con observaciones adicionales, "yo esperaría que en la escala de tiempo de un año o dos, esto debería de estar resuelto."[8] Otros astrónomos también apoyaron una evaluación deliberada: Seager declaró: "Vamos a tener un consenso en algún momento, yo no creo que tengamos que votar ahora mismo. y Ray Jayawardhana señaló, "Teniendo en cuenta las implicaciones sumamente interesante de este descubrimiento, es importante obtener una confirmación independiente." Gliese 581 g aparece como no confirmado en la Enciclopedia de Planetas Extrasolares.[13]

Habitabilidad

En una entrevista con Lisa-Joy Zgorski de la National Science Foundation, se le preguntó a Steven Vogt qué pensaba acerca de las posibilidades de que exista vida en Gliese 581 g. Vogt se mostró optimista: «Yo no soy un biólogo, ni pretendo parecerlo en la televisión. Personalmente, dada la omnipresencia de la vida y la propensión a florecer allí donde puede, yo diría que, mi sensación personal es que las posibilidades de la vida en este planeta son del 100%, casi no tengo la menor duda».[14] De acuerdo con la entrevista de la AP con Steven Vogt, «la vida en otros planetas no significa ET. Incluso simples bacterias unicelulares, o el equivalente al moho de ducha, sacudiría las percepciones acerca de la singularidad de la vida en la Tierra».[15]

Anclaje por marea

Debido a la proximidad Gliese 581 g a su estrella madre, se prevé que esté anclado por marea a Gliese 581. Al igual que nuestra Luna que siempre presenta la misma cara hacia la Tierra, la longitud del día sideral de Gliese 581 g entonces coincidiría precisamente con la longitud de su año,[2] en el sentido de que en su superficie, una mitad va estar permanentemente en la luz y la otra mitad permanentemente en la oscuridad.[2] [16] El anclaje por marea significa que el planeta no tiene inclinación axial y por lo tanto no tiene estacionalidad en el sentido convencional.

Con un lado del planeta siempre de frenta a la estrella, las temperaturas podrían oscilar entre un calor ardiente en el lado de la luz a la congelación de frío en el lado oscuro,con continuas temperaturas similares a la Tierra imaginables a lo largo del terminador (la zona entre el lado brillante y el lado oscuro) conocido informalmente como la zona del crepúsculo debido al estado permanente de la salida y puesta del sol como el crepúsculo.

Temperaturas

Su masa indica que es probable que sea un planeta rocoso con una superficie definida y que tiene la gravedad suficiente como para retener una atmósfera. Se estima que la temperatura media de equilibrio global (la temperatura en la ausencia de efectos atmosféricos) de Gliese 581 g varía desde 209 hasta 228 K (-64 a -45 ° C o -84 a -49 ° F) por albedo de Bond (reflectividad) de 0,5 a 0,3 (con el último siendo más característico del interior del Sistema Solar). Adicionando un efecto invernadero similar al de la Tierra se obtiene una temperatura media de la superficie en el rango de 236 a 261 K (-37 a -12 ° C o -35 a 10 ° F).[2] [17] Un factor que podría dar Gliese 581 g un efecto invernadero mayor que la Tierra es la posibilidad de que el planeta siendo más masivo también tenga una atmósfera más masiva.[2]

En comparación, en el presente la temperatura media de equilibrio global de la Tierra es de 255 K (-18 ° C), que se eleva a 288 K (15 ° C) por el efecto invernadero. Sin embargo, cuando la vida se desarrolló pronto en la historia de la Tierra, se cree que la potencia energética del Sol, era de sólo un 75% de su valor actual,[18] lo que habría correspondientemente disminuido la temperatura de equilibrio de la Tierra en las mismas condiciones de albedo. Sin embargo, la Tierra mantuvo la temperatura estable en esa época, tal vez con un efecto invernadero más intenso,[19] o un albedo menor,[20] que en la actualidad.

Actualmente, las temperaturas de la superficie de Marte varían desde un mínimo de alrededor de -87 ° C (-125 ° F) durante el invierno polar a un máximos de hasta -5 ° C (23 ° F) en verano.[21] La amplia gama se debe a que la enrarecida atmósfera, que no puede almacenar mucho calor solar, y la baja inercia térmica del suelo.[22] Temprano en su historia, una atmósfera más densa podría haber permitido la formación de un océano en Marte.[23]

Temperatura

Comparaciones

 Venus Tierra Gliese
581 g		 Marte
Temperatura
de Equilibrio
Global		 307 K (34 °C) 255 K (−18 °C) 209 K (−64 °C) a
228 K (−45 °C)		 206 K (−67 °C)
+ Venus
GEI		 737 K (464 °C)
+ Tierra
GEI		 288 K (15 °C) 236 K (−37 °C) to
261 K (−12 °C)
+ Marte
GEI		 210 K (−63 °C)
Anclado por
marea		 Casi No Probablemente No
Refs.[2] [17] [24]

Efectos atmosféricos

Los modelos teóricos de los mundos con anclaje por marea predicen que en ciertas condiciones, los compuestos volátiles como el agua y el dióxido de carbono, si están presentes, se evaporarían en el calor abrasador del lado que mira hacia el Sol y migrarían hacia el lado nocturno más fresco, donde se condensaría para formar capas de hielo. Con el tiempo, la atmósfera entera podría congelarse en el lado nocturno del planeta. Por otra parte, una atmósfera lo suficientemente masiva como para ser estable podría hacer distribuir el calor de manera más uniforme, lo que permitiría una amplia zona habitable en la superficie.[25] Por ejemplo, Venus tiene una velocidad de rotación solar de aproximadamente 117 veces más lenta que la Tierra, produciendo días y noches prolongados. A pesar de la desigual distribución de la luz del sol durante 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 de forma global.[26] Las simulaciones han demostrado que una atmósfera que contenga niveles adecuados de efecto invernadero CO2 y H2O necesita sólo una décima parte de la presión atmosférica de la Tierra (100 mb) para distribuir de manera eficaz el calor al lado nocturno.[27] Sin embargo, debido a la luz abrumadora de su estrella, la tecnología actual es incapaz de determinar la composición de la atmósfera o de la superficie de Gliese 581 g.[28]

La mayor masa de Gliese 581 g tiende a comprimir su atmósfera (es decir, reducir su escala de altura) en relación con la Tierra.

Una nueva era de descubrimientos

Los científicos han monitoreado un número relativamente pequeño de estrellas en la búsqueda de exoplanetas. El descubrimiento de un planeta potencialmente habitable como Gliese 581 g tan temprano en la búsqueda podría significar que los planetas habitables se distribuye más ampliamente de lo que se creía anteriormente. Según Vogt, el descubrimiento "implica un interesante límite inferior en la fracción de estrellas que tienen al menos un potencial planeta habitable, ya que hay sólo 116 ~ estrellas conocidas del tipo solar o más viejas a una distancia de 6,3 parsec de Gliese 581."[29] Esto presagia encontrar lo que Vogt describe como una nueva, segunda era de descubrimientos en exoplanetología.[30]

La confirmación por otros equipos a través de velocidades radiales adicionales de alta precisión sería muy bienvenida. Pero si GJ 581 g es confirmada por un examen de VR más profundo, el mero hecho de que un planeta habitable se ha detectado tan pronto, en torno a una estrella cercana, sugiere que (η⊕) bien podría ser del orden de unas pocas decenas de por ciento, y por lo tanto que o fuimos increíblemente afortunados en esta detección precoz, o realmente estamos en el umbral de una segunda Edad de los Descubrimientos.[2]

Si la fracción de estrellas con planetas potencialmente habitables (η⊕, "eta-Tierra") es del orden de unas pocas decenas de por ciento, como Vogt propone, y el vecindario estelar del Sol es una muestra típica de la galaxia, a continuación, el descubrimiento de Gliese 581 g en la zona habitable de su estrella apunta al potencial de miles de millones de planetas similares a la Tierra en nuestra Vía Láctea.[31]

Referencias

  1. ↑ Vogt et al. 2010, pp. 29, 32, 35, 38.
  2. ↑ a b c d e f g h i j k l m n ñ o Vogt, Steven S.; Butler, R. Paul; Rivera, Eugenio J.; Haghighipour, Nader; Henry, Gregory W.; Williamson, Michael H. (29-09-2010). «The Lick-Carnegie Exoplanet Survey: A 3.1 M_Earth Planet in the Habitable Zone of the Nearby M3V Star Gliese 581». accepted by the Astrophysical Journal. http://arxiv.org/abs/1009.5733. 
  3. ↑ «Gliese 581g the most Earth like planet yet discovered». The Daily Telegraph, UK (30 de septiembre de 2010). Consultado el 30 de septiembre de 2010.
  4. ↑ Shiga, David. «Found: first rocky exoplanet that could host life», 'New Scientist', 29-09-2010. Consultado el 30 de septiembre de 2010.
  5. ↑ «Just-right planet that can support life detected». Reuters, USA (29 de septiembre de 2010). Consultado el 30 de septiembre de 2010.
  6. ↑ Borenstein, Seth. «Could 'Goldilocks' planet be just right for life?», Associated Press, 29-09-2010. Consultado el 30 de septiembre de 2010.
  7. ↑ Berardelli, Phil. «Astronomers Find Most Earth-like Planet to Date», AAAS, 29-09-2010. Consultado el 30 de septiembre de 2010.
  8. ↑ a b Kerr, Richard A. (12-10-2010). «Recently Discovered Habitable World May Not Exist». Science Now. AAAS. Consultado el 12-10-2010.
  9. ↑ Mullen, Leslie (12-10-2010). «Doubt Cast on Existence of Habitable Alien World». Astrobiology Magazine. Consultado el 12-10-2010.
  10. ↑ Grossman, Lisa. «Exoplanet Wars: "First Habitable World” May Not Exist», 'Wired', 12-10-2010. Consultado el 12-10-2010.
  11. ↑ Wall, Mike. «Astronomer Stands By Discovery of Alien Planet Gliese 581g Amid Doubts», 'Space.com', 13-10-2010. Consultado el 13-10-2010.
  12. ↑ a b Cowen, Ron. «Swiss team fails to confirm recent discovery of an extrasolar planet that might have right conditions for life», 'Science News', 13-10-2010. Consultado el 13-10-2010.
  13. ↑ «Notes for star Gl 581». The Extrasolar Planets Encyclopaedia. Consultado el 11-10-2010.
  14. ↑ NSF. Press Release 10-172 - Video. Event occurs at 41:25-42:31. See Overbye cfirst=Dennis. «New Planet May Be Able to Nurture Organisms», 'The New York Times, 29-09-2010. Consultado el 30 de septiembre de 2010.
  15. ↑ Borenstein, Seth. «Could 'Goldilocks' planet be just right for life?», Associated Press, 29-09-2010. Consultado el 30 de septiembre de 2010.
  16. ↑ Berardelli, Phil. «Astronomers Find Most Earth-like Planet to Date», 'ScienceNOW', 29-09-2010. Consultado el 30 de septiembre de 2010.
  17. ↑ a b Stephens, Tim (29-09-2010). «Newly discovered planet may be first truly habitable exoplanet». University News & Events. University of California, Santa Cruz.
  18. ↑ Sagan, C.; Mullen, G. (1972). «Earth and Mars: Evolution of Atmospheres and Surface Temperatures». Science 177:  pp. 52–56. doi:10.1126/science.177.4043.52. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/177/4043/52?ck=nck. 
  19. ↑ Pavlov, Alexander A.; Kasting, James F.; Brown, Lisa L.; Rages, Kathy A.; Freedman, Richard (May 2000). «Greenhouse warming by CH4 in the atmosphere of early Earth». Journal of Geophysical Research 105 (E5):  pp. 11981−11990. doi:10.1029/1999JE001134. Bibcode: 2000JGR...10511981P. 
  20. ↑ Rosing, Minik T.; Bird, Dennis K.; Sleep, Norman H.; Bjerrum, Christian J. (1 de abril de 2010). «No climate paradox under the faint early Sun». Nature 464:  pp. 744–747. doi:10.1038/nature08955. 
  21. ↑ «NASA, Mars: Facts & Figures». Consultado el 28-01-2010.
  22. ↑ «Mars' desert surface...». MGCM Press release. NASA. Consultado el 25-02-2007.
  23. ↑ Boyce, J. M.; Mouginis, P.; Garbeil, H. (2005). «Ancient oceans in the northern lowlands of Mars: Evidence from impact crater depth/diameter relationships». Journal of Geophysical Research (American Geophysical Union) 110 (E03008):  pp. (15 pp.). doi:10.1029/2004JE002328. http://www.agu.org/journals/ABS/2005/2004JE002328.shtml. 
  24. ↑ «NASA, Mars: Facts & Figures». Consultado el 28-01-2010.
  25. ↑ Alpert, Mark (07-11-2005). «Red Star Rising». Scientific American. Consultado el 2007–04–25.
  26. ↑ Ralph D Lorenz, Jonathan I Lunine, Paul G Withers, Christopher P. McKay (2001). «Titan, Mars and Earth: Entropy Production by Latitudinal Heat Transport» (PDF). Ames Research Center, University of Arizona Lunar and Planetary Laboratory. Consultado el 21-08-2007.
  27. ↑ Joshi, M. M.; Haberle, R. M.; Reynolds, R. T. (October 1997). «Simulations of the Atmospheres of Synchronously Rotating Terrestrial Planets Orbiting M Dwarfs: Conditions for Atmospheric Collapse and the Implications for Habitability». Icarus 129 (2):  pp. 450–465. doi:10.1006/icar.1997.5793. http://www.ingentaconnect.com/content/ap/is/1997/00000129/00000002/art05793;jsessionid=1h7jx9b8n91xr.alice?formato=print. 
  28. ↑ Shiga, David. «Found: first rocky exoplanet that could host life», 'New Scientist', 29-09-2010. Consultado el 30 de septiembre de 2010.
  29. ↑ Vogt 2010, pp.32-33. For more information, see Turnbull, Margaret C.; Tarter, Jill C. (Mar., 2003). «Target Selection for SETI: 1. A Catalog of Nearby Habitable Stellar Systems». The Astrophysical Journal (Institute of Physics Publishing). http://arxiv.org/abs/astro-ph/0210675. 
  30. ↑ NSF. Press Release 10-172 - Video. Event occurs at 17:00-17:46.
  31. ↑ Vogt 2010, p.2. See Berardelli, Phil. «Astronomers Find Most Earth-like Planet to Date», AAAS, 29-09-2010. Consultado el 30 de septiembre de 2010.

Enlaces externos

Coordenadas: Mapa celestial 15h 19m 27s, −07° 43′ 19″


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