Gliese 581

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Versione delle 14:53, 18 dic 2009

Costellazione della Bilancia.

Gliese 581 (abbreviato Gl 581; HO Librae) è una stella situata nella costellazione della Bilancia.

Si tratta di una nana rossa variabile del tipo BY Draconis, l'ottantasettesimo sistema stellare più vicino alla Terra, in quanto dista circa 20,3 anni luce [1].

Le misurazioni astrometriche suggeriscono che attorno alla debole stella orbitino almeno quattro pianeti: Gliese 581 b, c, d ed e [2]. Il sistema è salito alla ribalta delle cronache a seguito della scoperta del pianeta "c", il primo esopianeta di massa terrestre individuato nella zona abitabile della sua stella, scoperto nell'aprile 2007 [3]. È stato però mostrato che, stando ai modelli climatici sviluppati per i pianeti rocciosi conosciuti, Gliese 581 c sarebbe affetto da un imponente effetto serra, che lo renderebbe inabitabile. In seguito è stato scoperto un terzo pianeta, Gliese 581 d, situato sempre all'interno della zona abitabile; un quarto pianeta, Gliese 581 e, è stato individuato nell'aprile 2009 ed al momento è il pianeta orbitante attorno a una stella di sequenza principale ad avere la massa più simile a quella terrestre.

La stella

Gliese 581 con due dei suoi pianeti visti dalla simulazione astronomica Celestia.

Gliese 581 è una nana rossa di classe spettrale M3V collocata circa a due gradi a nord di Beta Librae, la stella più brillante della costellazione della Bilancia.

Le nane rosse, come Gl 581, sono tutte stelle più piccole rispetto al Sole (la loro massa infatti non supera il 40% della massa solare [4]), motivo per il quale esse bruciano l'idrogeno nei loro nuclei ad una velocità significativamente più bassa [5]. La sua massa è pari al 31% della massa della nostra stella, il raggio 0,29 volte quello del Sole, e possiede una metallicità (abbondanza di elementi più pesanti dell'elio) pari a meno della metà di quella solare.

Data la sua magnitudine apparente, pari a circa +10,6, e la distanza, è possibile stimare che la stella abbia una temperatura effettiva di 3200 kelvin ed una luminosità pari a circa lo 0,2% della luminosità solare. Tuttavia, poiché tutte le nane rosse irradiano principalmente nell'infrarosso vicino, con picchi di emissione localizzati a circa 830 nm (per raffronto, il picco di emissione del Sole è collocato a 530 nm, nel mezzo dello spettro visibile), una simile stima sarebbe riduttiva nei confronti della luminosità totale della stella [6]. Se si tiene in considerazione l'intera emissione elettromagnetica (correzione bolometrica), la luminosità bolometrica della stella raggiunge l' 1,3% della luminosità solare complessiva [7].
Perché possa ricevere una quantità di radiazioni simile a quella che la Terra riceve dal Sole, un pianeta orbitante attorno a una nana rossa necessiterebbe di trovarsi ad una distanza minore di quella cui orbita la Terra; questa regione di spazio, tale che la quantità di radiazioni che la permeano permetta il mantenimento di acqua allo stato liquido, è detta "zona abitabile". L'estensione di questa regione non è fissa ed è altamente variabile di sistema in sistema.

Gl 581 è classificata come una variabile BY Draconis nel General Catalogue of Variable Stars [8], che dà per la stella una magnitudine al massimo di 10,56 e al minimo di 10,58; ne risulta quindi un range di variabilità relativamente basso, 20 mmag (0,020 magnitudini) [9][10][11]. Delle misurazioni condotte dal MOST hanno mostrato una variabilità a breve termine di circa 5 mmag (0,5%) lungo un periodo di un paio di settimane [12].

Il nome Gliese 581 deriva dal suo numero di catalogo nel catalogo delle stelle più vicine compilato da Wilhelm Gliese; la stella possiede altre designazioni legate all'inclusione in cataloghi, come BD-07° 4003 (nel catalogo Bonner Durchmusterung, e fu il primo nome che venne dato alla stella), o al suo status di stella variabile, come HO Librae, ma non possiede un nome proprio come Sirio o Procione, per via della sua bassa luminosità che la rende invisibile ad occhio nudo.

Il sistema planetario

Grafico che mostra la velocità radiale della stella in funzione della fase orbitale.

Uno dei motivi che rendono questa piccola stella degna di nota è la presenza di un interessante sistema planetario, costituito da almeno quattro pianeti. Il primo pianeta individuato, Gliese 581 b, è un gigante gassoso delle dimensioni di Nettuno; il pianeta fu scoperto nell'agosto 2005 ed era il quinto pianeta scoperto in orbita intorno ad una nana rossa. Situato in una posizione molto vicina alla stella (appena 0,04 unità astronomiche - UA -), il pianeta è almeno 16 volte più massiccio della Terra e completa un'orbita completa in soli 5,4 giorni.

Raffronto tra i pianeti del sistema solare e i pianeti di Gliese 581 nella loro zona abitabile.

Un secondo pianeta, Gliese 581 c, è stato scoperto nell'aprile 2007 dall'European Southern Observatory [13]. Si ritiene che il pianeta sia di tipo roccioso, con un raggio 1,5 volte quello della Terra; si tratta solo di supposizioni, in quanto non è possibile effettuare una misura diretta del raggio poiché il pianeta non è un oggetto transitante. Con una massa minima stimata sulle 5 masse terrestri (un terzo della massa di Nettuno), Gliese 581 c orbita appena all'interno della zona abitabile della stella madre [14]; trattandosi quindi dell'unico pianeta mai scoperto ad orbitare nella zona abitabile di una stella estranea al Sole e la cui massa minima risulta la più piccola di quella di altri pianeti individuati nella regione abitabile, si ritiene che Gl 581 c sia il pianeta più simile alla Terra sin'ora individuato [15].

Si stima che la temperatura superficiale media del pianeta sia compresa tra -3 °C (assumendo un'albedo simile a Venere) e 40 °C (con un'albedo simile a quella terrestre); tuttavia, stando ai modelli sviluppati per i pianeti rocciosi, non è improbabile che le temperature del pianeta siano di gran lunga più elevate (~500 °C) per via del probabile effetto serra che affliggerebbe il pianeta, il che lo renderebbe quindi simile per condizioni climatiche a Venere [16]. Alcuni astronomi ritengono che il sistema, nelle prime fasi della sua storia, abbia subito un processo di migrazione planetaria, che avrebbe potuto trasferire Gliese 581 c dalla frost line, regione in cui si sarebbe formato, sino all'attuale posizione; stando a questo modello, il pianeta avrebbe avuto una composizione simile a quella di altri corpi ghiacciati del sistema solare, come la luna Ganimede. Gliese 581 c compie un'orbita completa attorno alla stella in poco meno di 13 giorni.

Nell'ottobre 2008 dei membri della rete web Bebo hanno inviato una trasmissione radio ad alta potenze in direzione di Gliese 581 c, usando il radiotelescopio RT-70 dell'Agenzia spaziale dell'Ucraina. A causa della grande distanza, questa trasmissione arriverà presso Gliese 581 nell'anno 2029, ed un eventuale risposta potrà giungere non prima dell'anno 2049 [17].

Le osservazioni della stella rivelarono nel 2007 la presenza di un terzo pianeta, Gliese 581 d, con una massa circa 7 volte quella terrestre (la metà di quella di Urano, ed un'orbita completata in 66,8 giorni terrestri.^[1][2][3] Anche questo pianeta, come Gl 581 c, orbita all'interno della zona abitabile, il che lo rende un potenziale candidato per assecondare lo sviluppo della vita.^[4][5]

Le orbite dei pianeti di Gl 581.

Il 21 aprile 2009 è stata annunciata la scoperta di un quarto pianeta, Gliese 581 e. Questo pianeta ha una massa minima stimata di circa 1,9 massa terrestri, che lo rende il pianeta extrasolare con la massa più piccola scoperto intorno a una stella di sequenza principale. Impiega 3,15 giorni per compiere un'orbita completa intorno a Gliese 581.^[4][3]

Le simulazioni dinamiche del sistema di Gliese 581, assumendo che le orbite dei pianeti da b a d siano perfettamente complanari mostrano che il sistema diviene instabile se le masse delle componenti hanno una massa abbastanza elevata da raggiungere un'angolo di inclinazione di circa 10°. Perciò si ritiene che la massa più alta raggiungibile da Gliese 581 b si aggiri sulle 100 masse terrestri, paragonabile alla massa di Saturno.^[6]

Prospetto

Segue un prospetto dei componenti del sistema planetario di Gliese 581, in ordine di distanza dalla stella.^[4]

Note

1^ The One Hundred Nearest Star Systems, accesso 21-08-2008, Research Consortium on Nearby Stars

2^ The HARPS search for southern extra-solar planets,XVIII. An Earth-mass planet in the GJ 581 planetary system, Mayor et al., Astronomy and Astrophysics, 2009

3^ Major Discovery: New Planet Could Harbor Water and Life, SPACE.com, accesso 11-10-2008

4^ Michael Richmond, 10 novembre 2004, Late stages of evolution for low-mass stars, Rochester Institute of Technology, accesso 19-09-2007

5^ Theory of Low-Mass Stars and Substellar Objects, Gilles Chabrier, Isabelle Baraffe, Annual Review of Astronomy and Astrophysics, vol.38, 2000, pag. 337–377

6^ EDP Sciences, EDP Sciences, accesso 05-10-2008

7^ The HARPS search for southern extra-solar planets. XI. Super-Earths (5 and 8 M_⊕) in a 3-planet system, S. Udry, X. Bonfils, X. Delfosse, T. Forveille, M. Mayor, et al, Astronomy and Astrophysics, vol.469, numero 3, 2007, pag. L43–L47, 10.1051/0004-6361:20077612, accesso 18-08-2008

8^ M. Lopez-Morales, N. I. Morrell, R. P. Butler, S. Seager, Limits to Transits of the Neptune-mass planet orbiting Gl 581, Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 2006, vol.118, accesso 23-04-2009

9^ Sternberg Astronomical Institute, General Catalogue of Variable Stars Query results, accesso 27-04-2009

10^ Sternberg Astronomical Institute, The combined table of GCVS Vols I-III and NL 67-78 with improved coordinates, General Catalogue of Variable Stars, accesso 27-04-2009

11^ E. W. Weis, marzo 1994, Long term variability in dwarf M stars, American Astronomical Society, vol.107, numero 3, pag. 1138, 10.1086/116925, accesso 27-04-2009

12^ J. M. Matthews, marzo 2007, MOST exoplanet system photometry, PDF, pag.80, accesso 27-04-2009

13^ The HARPS search for southern extra-solar planets, XI. Super-Earths (5 and 8 M_⊕) in a 3-planet system, PDF, Udry et al., Astronomy and Astrophysics, vol.469, numero 3, 2007, pag. L43–L47, 10.1051/0004-6361:20077612

14^ Habitability of Super-Earths: Gliese 581c and 581d, Arxiv.org, W. von Bloh, C. Bounama, M. Cuntz, S. Franck, 19 febbraio 2008, accesso 05-10-2008

15^ K. Than, New Planet Could Harbor Water and Life, Space.com, 2007, accesso 29-05-2007

16^ von Bloh et al., 2007, The Habitability of Super-Earths in Gliese 581, Astronomy & Astrophysics, vol.476, pag. 1365–1371, accesso 20-07-2008

17^ Zimbio Pilot - Gliese 581c, Zimbio.com, 13 ottobre 2008, accesso 23-04-2009

Bibliografia

Libri

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Carte celesti

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Voci correlate

• Gliese 581 e
• Gliese 581 b
• Gliese 581 c
• Gliese 581 d
• pianeta extrasolare
• variabile BY Draconis
• nana rossa
• Sequenza principale
• Lista di stelle con pianeti extrasolari confermati

Collegamenti esterni

• Gliese 581 / HO Librae Solstation.com
• Extrasolar Planets Encyclopaedia: Gl 581
• ESO 22/07 - Science Release: Astronomers Find First Earth-like Planet in Habitable Zone
• Major Discovery: New Planet Could Harbor Water and Life Space.com
• Earth-like planet found that may support life Ctv.ca
• Do your own simulation of radio communications to or from Gliese 581
• All Wet? Astronomers Claim Discovery of Earth-like Planet, Scientific American
• Position of Gliese 581 marked on local space (Top right corner)
• Photo of Constellation Libra with Gliese 581
• Artist conceptions of planets of Gliese 581
• Speculation about geology/geochemistry of Gliese 581c
• Computer models suggest planetary and extrasolar planet atmospheres - A gas, gas, gas Washington University in St. Louis
• Extrasolar Planet Interactions by Rory Barnes & Richard Greenberg, Lunar and Planetary Lab, University of Arizona