Gliese 581g: Potencjalnie zamieszkana planeta – jeśli istnieje

Gliese 581g jest kandydatką na planetę pozasłoneczną w układzie planetarnym, który znajduje się zaledwie 20 lat świetlnych od Ziemi, ale w tym momencie bardzo wątpliwe jest jej istnienie. Po raz pierwszy ogłoszona w 2010 roku jako planeta o masie zbliżonej do masy Ziemi w strefie zamieszkiwalnej swojej gwiazdy gospodarza, egzoplaneta znalazła się pod obserwacją, gdy inne zespoły badawcze poddały w wątpliwość jej odkrycie.

Choć tysiące kandydatów na egzoplanety zostały odkryte, zazwyczaj potrzeba co najmniej dwóch niezależnych obserwacji, aby potwierdzić, że te planety rzeczywiście istnieją. Aby być naukowo rygorystycznym, planeta powinna być obserwowana przez dwa oddzielne zespoły używające dwóch różnych obserwatoriów. Pierwotni badacze, którzy znaleźli Gliese 581g w 2010 roku, bronili jednak swoich metod w 2012 roku i poddali w wątpliwość niektóre z prac innych zespołów.

Przynajmniej jedna znana baza danych egzoplanet już jej nie wymienia. Planeta nie jest obecnie wymieniona w Habitable Exoplanets Catalog, który jest prowadzony przez University of Puerto Rico at Arecibo’s Planetary Habitability Laboratory. We wpisie na blogu z października 2014 roku charakteryzującym „fałszywe początki” w habitacji egzoplanet, badacz Abel Mendez napisał, że planeta nie istnieje.

Odkrycie

Planeta została po raz pierwszy ogłoszona we wrześniu 2010 roku przez zespół kierowany przez Stevena Vogta na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz. Wykorzystując 11 lat danych obserwacyjnych z Obserwatorium W.M. Kecka na Hawajach, zespoły ogłosiły dwie planety wokół gwiazdy Gliese 581: Gliese 581f i Gliese 581g. Wyniki zostały opublikowane w Astrophysical Journal, a także udostępnione w wersji pre-print na Arxiv.

Uważano, że planeta znajduje się w strefie zamieszkiwalnej swojej macierzystej gwiazdy, która jest czerwonym karłem. Ten typ gwiazdy jest chłodniejszy od naszego Słońca, co oznacza, że planety muszą się do niej zbliżyć, aby otrzymać wystarczająco dużo ciepła, aby na ich powierzchni mogła płynąć woda. Podczas gdy astronomowie definiują zdolność do zamieszkania planety na podstawie tego, czy jest ona w stanie utrzymać wodę w stanie ciekłym, wiadomo, że istnieje wiele czynników, które mogą mieć na to wpływ. Obejmuje to atmosferę planety oraz to, jak zmienna jest jej macierzysta gwiazda pod względem emisji energii.

W komunikacie prasowym ogłaszającym odkrycie, naukowcy przyznali, że Gliese 581 „ma nieco burzliwą historię twierdzeń dotyczących planet nadających się do zamieszkania”. Dwie planety znalezione wcześniej w tym układzie, Gliese 581c i Gliese 581d, były później uważane za znajdujące się na skraju strefy zamieszkiwalnej. (W późniejszych latach istnienie Gliese 581d również zostało zakwestionowane). Historyczne szacunki dotyczące liczby planet w systemie wahają się od około 3 do 6 planet, w zależności od zastosowanej metody.

Co do Gliese 581g, naukowcy powiedzieli, że planeta zawsze ma jedną stronę zwróconą w kierunku swojej gwiazdy macierzystej, a drugą zawsze w ciemności. Region nadający się do zamieszkania byłby prawdopodobnie na linii pomiędzy cieniem a światłem.

Gliese 581g została znaleziona poprzez wykrycie grawitacyjnych drgań, które wywołała w swojej macierzystej gwieździe, ale badacze powiedzieli, że było to subtelne; ponad 200 obserwacji było wymaganych z dokładnością do 1,6 metra na sekundę. Dane z Kecka zostały połączone z danymi z innego słynnego instrumentu do polowania na planety, HARPS (High Accuracy Radial velocity Planetary Search project) w należącym do Europejskiego Obserwatorium Południowego 3,6-metrowym teleskopie La Silla w Chile. Pomiary jasności gwiazdy zostały również potwierdzone za pomocą zrobotyzowanego teleskopu Tennessee State University.

Wątpliwości wielkości planety

Istnienie planety bardzo szybko znalazło się pod znakiem zapytania. Jednak w październiku tego samego roku zespół pod kierownictwem Michaela Mayora z Obserwatorium Genewskiego przedstawił na Międzynarodowej Unii Astronomicznej wyniki badań z wykorzystaniem większej ilości danych z HARPS. Zobaczyli oni sygnały dla tego, co uważali za cztery inne planety w tym systemie, ale informacje nie wskazywały na Gliese 581g, jak powiedzieli.

„Powodem tego jest to, że pomimo ekstremalnej dokładności instrumentu i wielu punktów danych, amplituda sygnału tej potencjalnej piątej planety jest bardzo niska i w zasadzie na poziomie szumu pomiarowego”, powiedział Francesco Pepe, astronom, który pracuje nad danymi HARPS w Obserwatorium Genewskim, w e-mailu do artykułu Astrobiology Magazine opublikowanego na SPACE.com.

Papier został również opublikowany na stronie preprint Arxiv.org, ale wydaje się, że nie został przyjęty do publikacji. To był punkt, że Vogt wykonane w 2012 Space.com artykuł. Powiedział również, że jego własny zespół nie był w stanie dojść do tych samych wniosków, co zespół szwajcarski – chyba że usunęli kilka punktów danych.

„Nie wiem, czy to pominięcie było zamierzone, czy było błędem”, powiedział wtedy. „Mogę tylko powiedzieć, że jeśli to był błąd, to popełniali ten sam błąd więcej niż raz teraz, nie tylko w tej pracy, ale także w innych pracach.”

Naukowy spór

Zespoły badawcze z 2010 roku, z których każdy przeciwstawiał się drugiemu, zapoczątkowały lawinę aktywności publikacyjnej na temat 581g, czasami także dyskutując wiarygodność innych domniemanych planet w systemie. Wśród nich:

• W 2010 roku, grupa kierowana przez Rene Andrae z Max Planck Institute for Astronomy w Heidelbergu, Niemcy, powiedziała, że grupa Vogta oparła swoje odkrycie na założeniu, że planety miały koliste orbity, co według niemieckiego zespołu było błędne.
• W 2011 roku, praca została opublikowana w MNRAS oparta na innej metodzie statystycznej analizującej dane HARPS i HIRES. Grupa ta, kierowana przez Philipa Gregory’ego z University of British Columbia, również nie mogła znaleźć sygnału wskazującego na istnienie 581g.
• W 2012 roku Vogt (który odkrył 581g) użył tych samych danych, co szwajcarski zespół z 2010 roku, który nie mógł znaleźć 581g. Jego zespół powiedział, że planeta jest tam tak długo, jak planety mają okrągłe orbity, i powiedział, że niektóre punkty danych mogły zostać pominięte w oryginalnym papierze z 2010 roku przez zespół przeciwny. Vogt powiedział Space.com, że orbity kołowe działają z powodu „dynamicznej stabilności, dobrego dopasowania i zasady parsymomii (brzytwy Occama)”. Praca została opublikowana w Astronomische Nachrichten.

Dalsze badania nad 581g, jednak rzuciły silne wątpliwości na jej istnienie. W 2014 roku zespół kierowany przez Paula Robertsona, pracownika podoktorskiego na Penn State University, stwierdził, że Gliese 581d (inna planeta w układzie) nie jest widoczna w danych przy wprowadzaniu poprawek na jej aktywność słoneczną. Komunikat prasowy Penn State wskazał, że plamy słoneczne mogą czasami maskować się jako sygnały planetarne. Obecność Gliese 581g jest wnioskowana poprzez spojrzenie na orbitę Gliese 581d. Jeśli 581d nie jest tam po wszystkim, naukowcy doszli do wniosku, 581g nie jest albo.

Inny zespół kierowany przez Guillem Anglada-Escudé (University of London) złożył komentarz do tego artykułu, który został opublikowany w Science w marcu 2015 roku. Powiedzieli oni, że praca zespołu Robertsona wykorzystała metodę statystyczną, która „jest po prostu nieodpowiednia do identyfikacji małych planet, takich jak GJ 581d”, zgodnie z komunikatem prasowym z tego czasu. Zespół Anglada-Escudé wezwał do ponownego przeanalizowania danych przy użyciu „dokładniejszego modelu.”

.