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글리제 581c

Gliese 581c
글리제 581c
Exoplanet Comparison Gliese 581 c.png
글리제 581c와 지구 및 해왕성의 크기 비교
(선택한 가상 모델링 구성에 기초)
디스커버리
검색 대상스테판 우드리 외
검색 사이트라신라 천문대
발견일자
  • 2007년 4월 4일
  • 2007년 4월 24일 (공고)
방사 속도
궤도 특성
0.0721 ± 0.0003AU(10,786,000 ± 45,000km)[1]
편심성0.00 ± 0.06[1]
12.914 ± 0.002[1] d
2454759.2 ± 0.1[1]
반암도3.3 ± 0.2[1]
별글리제 581[2]

글리제 581c /ˈɡliːzə/ (Gl 581c 또는 GJ 581c)는 글리제 581계 내에서 공전하는 행성이다.이 행성은 계통에서 발견된 두 번째 행성이며, 항성에서 발견된 세 번째 행성이다.지구 질량의 5.5배 이상으로 슈퍼 지구(지구 질량보다 질량이 큰 행성의 한 범주)로 분류된다.

글리제 581c는 항성의 거주 가능 구역에서 지구와 유사한 행성으로, 표면에는 액체 상태의 물에 대한 온도 권리가 있고, 나아가 지구와 같은 생명체의 극단적 형태를 지원할 수 있는 가능성이 있는 것으로 보고되었기 때문에 천문학자들의 관심을 얻었다.그러나, 더 많은 연구는 이 행성의 거주성에 의문을 제기한다.그것은 간결하게 잠겨있기 때문에(항상 궤도를 돌고 있는 물체에 동일한 얼굴을 나타낸다) 생명체가 나타날 기회가 있다면 생존의 가장 좋은 희망은 '터미네이터 존'에 있을 것이다.

천문학적 측면에서 글리제 581 시스템은 천칭자리 방향으로 20.37광년(193조 킬로미터, 120조 마일)의 지구와 상대적으로 가깝다.이 거리는 열화 좌표와 우측 상승 좌표와 함께 은하수에 정확한 위치를 제공한다.

디스커버리

연구팀은 2007년 7월 학술지 '천문학 & 천체물리학'에 발표한 2007년 4월 27일자 연구 결과를 발표했다.[3]발견 당시, 이 행성은 항성의[2][4] 거주 가능 구역에서 지구와 유사한 행성이며 주계열성 주위에 있는 가장 작은 것으로 알려진 외계 행성으로 보고되었으나 2009년 4월 21일 글리제 581e, 지구 질량 약 1.9의 또 다른 행성이 발표되었다.이들은 논문에서 지구 질량이 최소 7.7개, 반주축이 0.25 천문단위인 글리제 581d라는 계통의 또 다른 행성의 발견도 발표했다.[1]

물리적 특성

미사

글리제 581c의 존재와 그 질량은 극외 행성을 탐지하는 방사상 속도법에 의해 측정되었다.행성의 질량은 숙주별 글리제 581과 그 행성들 사이의 질량의 공통 중심 주변의 작은 주기적 움직임에 의해 계산된다.6개의 모든 행성에 케플러안 용액이 장착되어 있을 때 행성의 최소 질량은 5.5 지구 질량으로 결정된다.[1]방사상 속도법만으로는 실제 질량을 결정할 수 없지만, 이것보다 훨씬 클 수는 없으며, 그렇지 않으면 시스템이 동적으로 불안정해질 것이다.[3]행성의 궤도를 일렬로 가정하는 글리제 581 시스템의 동적 시뮬레이션은 행성이 최소 질량의 약 1.6~2배를 초과할 수 없거나 행성계가 불안정할 것이라는 것을 나타낸다(이는 주로 행성 e와 b의 상호작용 때문이다).글리제 581c의 경우 상한은 10.4 지구 질량이다.[5]

반지름

글리제 581c는 운송 중 감지되지 않아 반경 측정치가 없다.나아가 이를 검출하는 데 사용되는 방사상 속도법은 행성의 질량에 하한만 둘 뿐이며, 이는 행성 반지름과 구조물의 이론적 모델은 제한적으로만 사용될 수 있다는 것을 의미한다.그러나, 행성의 궤도를 무작위로 향한다고 가정하면, 실제 질량은 측정된 최소 질량에 근접할 가능성이 있다.

실제 질량이 최소 질량이라고 가정하면 다양한 모델을 사용하여 반지름을 계산할 수 있다.예를 들어, 만약 글리제 581c가 큰 철심을 가진 암석 행성이라면, 우드리 연구팀에 따르면, 이 행성은 지구의 그것보다 반경이 약 50% 더 커야 한다.[3][6]그러한 행성 표면의 중력은 지구보다 약 2.24배 더 강할 것이다.하지만, 글리제 581c가 얼음처럼 얼고/또는 물이 많은 행성이라면, 다이애나 발렌시아와 글리제 876 d 팀이 작성한 밀도 모델에 따르면 글리제 581c의 반지름은 매우 큰 외측 하이드로스피어가 있더라도 지구의 2배 미만일 것이다.[7]얼음처럼 얼거나 물이 많은 행성의 표면의 중력은 적어도 지구보다 1.25배는 더 강할 것이다.그들은 반경의 실제 가치는 위에서 설명한 밀도 모델에 의해 계산된 두 극단 사이의 어떤 것일 수도 있다고 주장한다.[8]

다른 과학자들의 견해는 다르다.MIT의 사라 시거는 글리제 581c와 다른 5-지구 질량 행성이 다음과 같은 것일 수 있다고 추측했다.[9]

만약 행성이 지구의 방향에서 본 대로 별을 통과한다면, 비록 약간의 불확실성은 있지만 반지름은 측정할 수 있어야 한다.불행하게도 캐나다에서 제작된 MOST 우주 망원경으로 측정한 결과, 트랜짓이 발생하지 않는 것으로 나타났다.[10]

새로운 연구는 초지구의 암석 중심지가 태양계의 내행성과 같은 지상의 암석 행성으로 진화할 가능성이 낮다는 것을 시사한다. 왜냐하면 그것들은 그들의 큰 대기를 지탱하는 것처럼 보이기 때문이다.대기가 얇은 암석 위주로 구성된 행성으로 진화하기보다는 작은 암석 중심부가 수소가 풍부한 큰 봉투에 휩싸여 남아 있다.[11][12]

궤도

행성 g를 제외한 2009년 분석에 따르면 글리제 581 시스템의 궤도.사진에서 글리제 581c는 이 별에서 세 번째로 떨어진 행성이다.

글리제 581c는 궤도 주기("연")가 13일이고[13] 궤도 반경은 지구의 약 7%인 약 1,100만 km에 불과한 반면 지구는 태양으로부터 1억 5천만 km 떨어져 있다.[14][15]우드리 연구팀에 따르면, 숙주별은 태양보다 작고 춥기 때문에, 이 거리는 별 주위의 거주 가능한 구역의 "따뜻한" 가장자리에 행성을 위치시킨다.[3][6]천체물리학에서 "거주 가능 구역"은 행성이 표면에서 액체 물을 지지할 수 있는 항성으로부터의 거리 범위로 정의된다는 점에 유의하십시오: 그것은 행성의 환경이 인간에게 적합하다는 뜻으로 받아들여져서는 안 되며, 이는 보다 제한적인 범위의 매개변수를 필요로 하는 상황이다.글리제 581의 나이와 야금성의 M0 별의 전형적인 반지름은 태양의 0.00465AU에 대항하여 [16]0.00128AU이다.이 근접성은 행성의 표면에서 태양이 지구 표면에서 보이는 것보다 하늘을 바라보는 관측자를 위해 1차 항성이 3.75배 더 넓고 면적에서 14배 더 커야 한다는 것을 의미한다.

조수 잠금 장치

글리제 581과의 작은 분리 때문에, 이 행성은 일반적으로 한 반구가 항성과 마주보고 있다고 여겨져 왔다(낮에만), 다른 반구는 항상 마주보고 있다(밤에만), 또는 다시 말하면 간결하게 잠겨 있다.[17][18]항성 활동을 고려한 가장 최근의 시스템에 대한 궤도 적합도는 원형 궤도를 나타내지만,[1] 오래된 적합치는 0.10과 0.22 사이의 편심률을 사용한다.만약 행성의 궤도가 괴이하다면, 그것은 격렬한 조석 굴곡을 겪게 될 것이다.[19]행성이 항성에 가까울 때 조력력이 강하기 때문에 기이한 행성은 사이비동기화라고도 불리는 궤도주기에 비해 회전기간이 짧을 것으로 예상된다.[20]이러한 효과의 한 예가 수성에서는 3:2 공진 속에 간결하게 틀어박혀 2개의 궤도에 한 번씩 3번의 회전을 완료하는 것을 볼 수 있다.어쨌든 1:1 조석잠금의 경우에도 행성은 천장을 거치게 되고 천장을 하는 동안 종단기는 대안으로 켜지고 어두워지게 된다.[21]

시간이 지남에 따라 행성의 궤도가 진화하는 모델들은 이 조석 잠금으로 인한 난방이 행성의 지질학에서 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 암시한다.과학자들이 제안한 모델들은 조석 난방이 목성의 달 Io보다 약 3배 큰 표면 열량을 산출해 화산과 판구조론 같은 주요 지질 활동을 일으킬 수 있다고 예측한다.[22]

거주성 및 기후

폰 블로 외 연구팀이 글리제 581c에 대한 연구는 "초지구 Gl 581c는 항성과 너무 가깝기 때문에 거주할 수 있는 영역 밖에 분명히 있다"[23]는 결론을 내린 것으로 인용되었다.셀시스 외 연구진의 연구는 심지어 "거주 가능한 지역에 있는 행성이 반드시 거주할 수 있는 것은 아니다"라고 주장하는데, 이 행성은 "부모 별의 보수적인 거주 가능 구역으로 간주될 수 있는 외부"이며, 게다가 만약 그곳에 물이 있었다면 적색 왜성이 강한 X-ray와 EUV 방출자였을 때 그것은 서핑을 할 수 있었을 것이라고 주장한다.에이스 온도는 700~1000K(427~727°C)로 오늘날의 금성과 같다.[24]다른 과학자들에 의한 온도 예측은 모항성 글리제 581의 온도에 근거한 것으로, 별의 온도 3,432 K에서 3,528 K까지의 오차 한계(96 °C/K)를 고려하지 않고 계산되어 기이성을 고려하기도 전에 행성의 방사조도 범위가 크게 된다.[25]

유효 온도

글리제 581의 측정된 항성 광도를 태양의 0.013배 수준으로 사용하여 글리제 581c의 유효 온도, 즉 흑체 온도를 계산할 수 있으며, 이는 표면 온도와 다를 수 있다.[citation needed]According to Udry's team, the effective temperature for Gliese 581c, assuming an albedo (reflectivity) such as that of Venus (0.64), would be −3 °C (27 °F), and assuming an Earth-like albedo (0.296), it would be 40 °C (104 °F),[3][13] a range of temperatures that overlap with the range at which water would be liquid at a pressure of 1 atmosphere.그러나 행성 대기의 온실 특성 때문에 유효 온도와 실제 표면 온도는 매우 다를 수 있다.예를 들어 금성의 유효 온도는 34.25°C(93.65°F)이지만 표면 온도는 464°C(867°F)로(주로 이산화탄소 대기의 96.5%에 기인), 약 430°C(770°F)의 차이가 난다.[26]

거주성에 대한 연구(즉, 극단적 생명체를 위한 액체 상태의 물)[27]는 글리제 581c가 금성에서 발견된 것과 유사한 온실효과를 겪을 가능성이 있으며, 따라서 거주가능성이 매우 낮다고 결론짓는다.그럼에도 불구하고, 이 폭주하는 온실효과는 지구의 날 측면에 충분한 반사 구름 커버가 존재함으로써 막을 수 있었다.[28]또는 표면이 얼음으로 덮여있다면 높은 알베도(반사성)를 가질 수 있을 것이고, 따라서 이 상황은 약 0.95(얼음): 자동차의 방출을 제외하고 매우 불안정할 것으로 예상되지만, 지구는 거주하기에 너무 춥게 만들기에 충분한 사고 햇빛을 우주로 반사할 수 있을 것이다.화산 활동에 의한 이산화탄소나 지하 성분의 난방에 의한 수증기가 온실효과를 촉발할 것이다.[29]

액상수

글리제 581c는 거주 가능 구역 밖에 있을 가능성이 있다.[23][30]물이 존재한다는 직접적인 증거는 발견되지 않았으며, 아마도 액체 상태에서는 존재하지 않을 것이다.극외 행성 HD 209458 b를 측정하는 데 사용된 것과 같은 기법은 앞으로 행성의 대기 중 증기의 형태로 물의 존재를 결정하는 데 사용될 수 있지만, 글리제 581c가 하는 것으로 알려져 있지 않은 궤도를 가진 행성의 드문 경우에만 사용될 수 있다.[10]

깔끔하게 잠근 모델

이론적 모델들은 물과 이산화탄소 같은 휘발성 화합물이 존재한다면, 태양 방향의 타는 듯한 열기에 증발해 더 시원한 밤 쪽으로 이동하며, 빙원을 형성하기 위해 응축될 수 있다고 예측한다.시간이 흐르면, 지구 밤쪽에 있는 모든 대기는 얼음덩어리로 얼게 될 것이다.그러나 글리제 581c 표면에 물이나 이산화탄소가 존재하는지 여부는 알려지지 않았다.또는 안정적일 정도로 큰 대기는 열을 더 고르게 순환시켜 표면의 거주 가능 영역을 넓힐 수 있다.[31]예를 들어 금성은 축방향의 경사가 작지만 극지방의 표면에는 태양빛이 거의 닿지 않는다.지구의 자전율보다 약 117배 느리게 회전하면 낮과 밤이 길어진다.금성에 던져진 일조량의 불균일한 분포에도 불구하고, 극지방과 금성의 밤쪽은 전지구적으로 순환하는 바람에 의해 낮과 거의 같은 온도를 유지하고 있다.[32]

지구로부터의 메시지

A Message from Earth(AMFE)는 2008년 10월 9일 글리제 581c를 향해 전송된 고출력 디지털 라디오 신호다.시그널은 소셜네트워크서비스(SNS) 베보(Bebo)에서 공모전을 통해 선정된 501개의 메시지가 담긴 디지털 타임캡슐이다.이 메시지는 우크라이나 국가우주국의 RT-70 레이더 망원경을 이용해 보내졌다.이 신호는 2029년 초에 글리제 581c 행성에 도달할 것이다.[33]대중이 콘텐츠를 선정한 세계 최초의 디지털 타임캡슐인 AMFE 프로젝트에 연예인, 정치인 등 50만 명 이상이 참여했다.[34][35]

2015년 1월 22일 현재 이 메시지는 총 192조 km 중 59조 4800억 km를 이동했는데, 이는 글리제 581 시스템까지의 거리의 31.0%이다.[36]

2015년 2월 13일, 미국과학진흥협회 연례회의에서 과학자(다비드 그린스푼, 세스 쇼스타크, 데이비드 브린 포함)는 액티브 SETI와 우주에서 가능한 지능적인 외계인에게 메시지를 전달하는 것이 좋은 생각인지에 대해 논의했다.[37][38]같은 주, SETI 커뮤니티의 많은 사람들이 서명한 성명서가 발표되었는데, "어떤 메시지가 전달되기 전에 전 세계의 과학, 정치, 인도주의적 논의가 일어나야 한다"[39]는 것이었다.그러나 프랭크 드레이크도, 세스 쇼스탁도 이 호소에 서명하지 않았다.2015년 3월 28일, 다소 다른 관점을 가진 관련 에세이가 세스 쇼스탁에 의해 쓰여져 뉴욕 타임즈에 실렸다.[40]

참고 항목

참조

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