Gliese 876

Gliese 876
Dane obserwacyjne (J2000)
Gwiazdozbiór

Wodnik

Rektascensja

22h 53m 16,73s

Deklinacja

-14° 15′ 49,3″

Odległość

15,3 ± 0,1 ly
4,7 ± 0,04 pc

Wielkość obserwowana

10,17 ± 0,01m

Charakterystyka fizyczna
Rodzaj gwiazdy

czerwony karzeł

Typ widmowy

M4V

Wielkość absolutna

11,82m

Alternatywne oznaczenia
Bonner Durchmusterung: BD -15°6290
Katalog Hipparcosa: HIP 113020
IL Aquarii, Ross 780, G 156-057, GCTP 5546.00, LHS 530, Vys 337

Gliese 876 – czerwony karzeł o typie spektralnym M4V[1], oddalony od Ziemi o 15,3 lat świetlnych. Znajduje się w konstelacji Wodnika. Gliese 876 jest o ponad połowę mniejsza od Słońca. Na chwilę obecną znane są cztery okrążające tę gwiazdę planety, z których jedna ma masę o ponad połowę mniejszą od masy Neptuna.

Odległość i widzialność

Gliese 876 znajduje się relatywnie blisko Układu Słonecznego. Według pomiarów astrometrycznych wykonanych przez satelitę Hipparcos paralaksa gwiazdy wynosi 212,69 milisekund łuku[2], co pozwoliło ustalić odległość na poziomie ok. 4,7 parseka (ok. 15,3 lat świetlnych). Pomimo niewielkiej odległości, gwiazda nie jest widoczna nieuzbrojonym okiem i do jej obserwacji niezbędne jest użycie teleskopu.

Charakterystyka gwiazdy

Jako czerwony karzeł, Gliese 876 ma znacznie mniejszą masę niż Słońce: szacuje się ją na jedynie 33% masy naszej gwiazdy[1][3]. Temperatura na powierzchni Gliese 876 jest niższa niż na powierzchni Słońca, gwiazda ta ma też mniejszy promień, wynoszący ok. 36% promienia Słońca[1][4]. Z tych powodów jasność gwiazdy to zaledwie 1,24% jasności Słońca; gwiazda emituje głównie promieniowanie podczerwone.

Oszacowanie wieku i ilości metali w składzie chemicznym jest w przypadku zimnych gwiazd trudne z powodu tworzenia się w ich atmosferze dwuatomowych cząsteczek, przez które widmo spektroskopowe tych gwiazd jest bardzo skomplikowane. Na podstawie porównania widma Gliese z typowym widmem szacuje się, że gwiazda ta jest nieco uboższa w pierwiastki ciężkie niż Słońce (ilość żelaza w stosunku do masy jest o 25% mniejsza niż w przypadku Słońca)[5]. Bazując na aktywności chromosfery gwiazdy szacuje się jej wiek, zależnie od użytego modelu teoretycznego, na od 6 520 do 9 900 mln lat[6].

Jak wiele gwiazd o niskiej masie, Gliese 876 jest gwiazdą zmienną. Jest sklasyfikowana jako gwiazda zmienna typu BY Draconis i jej jasność obserwowana ulega zmianom w zakresie 0,04 wielkości gwiazdowej[7]. Sądzi się, że zmiany jasności w tego typu gwiazdach są spowodowane przez ruch dużych plam gwiezdnych na ich powierzchni, które pojawiają się w polu widzenia lub znikają z niego, kiedy gwiazda wykonuje ruch obrotowy[8].

Układ planetarny

Wizja artystyczna planety Gliese 876 b

W 1998 roku dwa niezależne zespoły astronomów – jeden prowadzony przez Geoffreya Marcy'ego[3], drugi przez Xaviera Delfosse[9] – ogłosiły istnienie planety krążącej wokół Gliese 876. Planeta została nazwana Gliese 876 b i została odkryta na podstawie analizy zmian prędkości radialnej gwiazdy spowodowanych oddziaływaniem grawitacyjnym planety. Planeta, o masie ponad 2,5 razy większej niż Jowisz, okrąża gwiazdę w czasie około 60 dni, a jej średnia odległość od gwiazdy wynosi 0,211 j.a. i jest mniejsza od średniej odległości Słońca od Merkurego[10][11].

W 2001 roku odkryta została druga planeta, położona bliżej gwiazdy niż odkryta wcześniej[12]. Planeta, o masie 0,83 masy Jowisza, została nazwana Gliese 876 c. Okrąża gwiazdę w czasie 30,26 dni, a więc niemal dokładnie dwukrotnie krótszym, niż Gliese 876 b; zjawisko to, nazywane rezonansem orbitalnym, początkowo utrudniało wyciągnięcie właściwych wniosków ze zmian w prędkości radialnej gwiazdy spowodowanych przez planetę; za ich przyczynę uważano ruch dalszej planety po silnie eliptycznej orbicie. Pomiędzy obiema planetami występuje silne oddziaływanie grawitacyjne, które jest przyczyną gwałtownych zmian elementów orbitalnych[13].

W 2005 roku dalsze obserwacje, przeprowadzone przez zespół prowadzony przez Eugenio Riverę, wykazały istnienie trzeciej planety w układzie, położonej bliżej gwiazdy niż dotychczas znane gazowe giganty[14]. Planeta, nazwana Gliese 876 d, ma masę zbliżoną do 6,3 masy Ziemi i może być planetą skalistą. Bazując na pomiarach prędkości radialnej i modelowaniu interakcji pomiędzy dwoma gazowymi gigantami, inklinacja orbity systemu została oszacowana na około 50°. W takim przypadku, przyjmując, że układ jest współpłaszczyznowy, planeta miałaby masę większą o 30% od minimalnej masy planety możliwej do zaobserwowania przez pomiar prędkości radialnej, co oznaczałoby, że jej masa wynosi około 8,4 masy Ziemi. Metody astrometryczne sugerowały dla dalszych planet inklinację wynoszącą ok. 84°[15]. Inne badania, prowadzone przez zespół prowadzony przez Paula Shanklanda (jednym z jego członków był Rivera), stwierdziły brak jakiegokolwiek tranzytu planety przed tarczą gwiazdy, co w połączeniu z obserwacjami prędkości radialnej, które sugerują, iż orbita planety nie może mieć inklinacji 90° (nie został zaobserwowany efekt Rossitera-McLaughlina), sprawiają, że tak wysoka inklinacja jest bardzo mało prawdopodobna[16]. Obserwacje przeprowadzone przy użyciu spektrometru HARPS wskazują, że orbity planet b i c mają inklinacje ok. 48°[17], co wzmacnia hipotezę, że orbita planety d jest nachylona pod zbliżonym kątem.

Obie spośród planet zbliżonych masą do Jowisza są położone w klasycznie definiowanej ekosferze, która w przypadku Gliese 876 położona jest od 0,116 do 0,227 j.a. od gwiazdy[18]. Istnieje wciąż miejsce w systemie dla potencjalnej, zbliżonej rozmiarem do Ziemi planety o warunkach sprzyjających powstaniu i istnieniu życia. Możliwe jest także istnienie życia na potencjalnych, dużych księżycach gazowych gigantów. Dodatkowo, w przypadku planet, których ruch obrotowy jest zsynchronizowany z ruchem obiegowym, przez co jedna strona jest zawsze oświetlona, ekosfera może być szersza niż klasycznie definiowana[19].

Towarzysz
Masa
(MJ)		Okres orbitalny
(dni)		Półoś wielka
(au)		Ekscentryczność
d0,021 ± 0,0011,93778 ± 0,000020,02080665 ± 0,000000150,207 ± 0,055
c0,7142 ± 0,003930,0881 ± 0,00820,12959 ± 0,0000240,25591 ± 0,00003
b2,2756 ± 0,004561,1166 ± 0,00860,208317 ± 0,000020,0324 ± 0,0013
e0,046 ± 0,005124,26 ± 0,70,3343 ± 0,00130,055 ± 0,012

Trzy zewnętrzne planety znajdują się w nietypowym rezonansie orbitalnym, zwanym rezonansem Laplace'a[20]: ich okresy obiegu są w stosunku 1:2:4. Jedyny znany wcześniej taki rezonans występuje między galileuszowymi księżycami Jowisza.

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ a b c Planet Gliese 876 b (ang.). Encyklopedia Pozasłonecznych Układów Planetarnych]. [dostęp 2013-05-11]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-05-16)].
  2. ↑ HIP 113020. W: The Hipparcos and Tycho Catalogues [on-line]. ESA, 1997. [dostęp 2007-08-10].
  3. ↑ a b Marcy, G. i inni. A Planetary Companion to a Nearby M4 Dwarf, Gliese 876. „The Astrophysical Journal”. 505, s. L147-L149, 1998. 
  4. ↑ Johnson, H., Wright, C.. Predicted infrared brightness of stars within 25 parsecs of the sun. „The Astrophysical Journal Supplement Series”. Tom 53, s. 643 – 711, 1983. 
  5. ↑ Bean, J.L. i inni. Metallicities of M Dwarf Planet Hosts from Spectral Synthesis. „Astrophysical Journal Letters”. Tom 653, s. L65-L68, 2006. 
  6. ↑ Saffe, C. i inni. On the Ages of Exoplanet Host Stars. „Astronomy and Astrophysics”. Tom 443, s. 609-626, 2005. 
  7. ↑ Samus i inni: IL Aqr (ang.). W: Combined General Catalogue of Variable Stars [on-line]. 2004. [dostęp 2007-08-10].
  8. ↑ Bopp, B., Evans, D.. The spotted flare stars BY Dra, CC Eri: a model for the spots, some astrophysical implications. „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”. Tom 164, s. 343-356, 1973. 
  9. ↑ Delfosse, X. i inni. The closest extrasolar planet. A giant planet around the M4 dwarf GL 876. „Astronomy and Astrophysics”. Tom 338, s. L67-L70, 1998. 
  10. ↑ Butler, R. i inni. Catalog of Nearby Exoplanets. „The Astrophysical Journal”. 646 (1), s. 505-522, 2006. DOI: 10.1086/504701. 
  11. ↑ Extrasolar Planets Encyclopaedia - Gliese 876 b. [dostęp 2010-01-27]. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-04-07)].
  12. ↑ Marcy, G. i inni. A Pair of Resonant Planets Orbiting GJ 876. „The Astrophysical Journal”. Tom 556, s. 296-301, 2001. 
  13. ↑ Rivera, E., Lissauer, J.. Dynamical Models of the Resonant Pair of Planets Orbiting the Star GJ 876. „The Astrophysical Journal”. Tom 558, s. 392-402, 2001. 
  14. ↑ Rivera, E. i inni. A ~7.5 M⊕ Planet Orbiting the Nearby Star, GJ 876. „The Astrophysical Journal”. Tom 634, s. 625-640, 2005. 
  15. ↑ Benedict, G. i inni. A mass for the extrasolar planet Gliese 876b determined from Hubble Space Telescope fine guidance sensor 3 astrometry and high-precision radial velocities. „The Astrophysical Journal”. Tom 581, s. L115-L118, 2002. 
  16. ↑ Shankland, P. D. et al.. On the Search for Transits of the Planets Orbiting Gliese 876. „The Astrophysical Journal”. Tom 653, s. 700-707, 2006. 
  17. ↑ A.C.M. Correia i inni, The HARPS search for southern extra-solar planets XIX. Characterization and dynamics of the GJ876 planetary system, 26 stycznia 2010.
  18. ↑ Jones, B. i inni. Prospects for Habitable "Earths" in Known Exoplanetary Systems. „The Astrophysical Journal”. Tom 622, s. 1091-1101, 2005. 
  19. ↑ Joshi, M.M. i inni. Simulations of the Atmospheres of Synchronously Rotating Terrestrial Planets Orbiting M Dwarfs: Conditions for Atmospheric Collapse and the Implications for Habitability. „Icarus”. Tom 129, s. 450-465, 1997. 
  20. ↑ E. Rivera i inni. The Lick-Carnegie Exoplanet Survey: A Uranus-mass Fourth Planet for GJ 876 in an Extrasolar Laplace Configuration. „The Astrophysical Journal”, 22.06.2010. 

Linki zewnętrzne

Media użyte na tej stronie

Artist's concept of Gliese 876 b.jpg
This is an artist's concept of a gas giant planet orbiting the cool, red dwarf star Gliese 876, located 15 light-years away in the autumn constellation Aquarius.