グリーゼ 581c

グリーゼ 581c

グリーゼ581cと地球および海王星の大きさの比較 （選択された仮想モデル組成 に基づく）[a]
発見[1]
発見者	ステファン・ウドリー他
発見場所	ラ・シヤ天文台
発見日	2007年4月4日 2007年4月24日（発表）
検出方法	視線速度
軌道特性[2]
半長軸	0.0718+0.0008 −0.0009 オーストラリア
偏心	0.032+0.027 −0.021
軌道周期（恒星）	12.9211+0.0008 −0.0007 d
傾斜	47°+15° −13°
近点時刻	2454759.2 ± 0.1 [3]
近点引数	16°+61° −89°
半振幅	3.1 ± 0.1 メートル/秒
星	グリーゼ 581
身体的特徴[2]
質量	6.81+0.21 −1.16 マ🜨

グリーゼ581c / ˈ ɡ l iː z ə / ( Gl 581cまたはGJ 581c ) は、グリーゼ581系内で公転する太陽系外惑星です。この系で発見された2番目の惑星であり、恒星から数えて3番目です。質量は地球の約6.8倍で、スーパーアース(地球の質量の10倍までの質量を持つ惑星のカテゴリ) に分類されています。

2007年に発見された当時、グリーゼ581cは、恒星のハビタブルゾーン内にある地球のような惑星としては初の惑星として報告され、表面に液体の水が存在するのに適した温度があり、ひいては地球のような極限環境生命を維持できる可能性があるとされ、天文学者の関心を集めた。しかし、さらなる研究により、この惑星の居住可能性に疑問が投げかけられた。ハビタブルゾーンの新しいモデルに基づくと、この惑星は居住可能になるには暑すぎる可能性が高い。^{[4] [3]}

天文学的に言えば、グリーゼ581系は地球に比較的近く、てんびん座の方向に20.55光年（194兆キロメートル、121兆マイル）離れている。この距離と赤緯および赤経の座標から、天の川銀河内での正確な位置がわかる。

研究チームは2007年4月27日付の論文を発表し、2007年7月のAstronomy & Astrophysics誌に掲載した。^[1]発見当時、この惑星は恒星のハビタブルゾーン内にある最初の地球に似た惑星である可能性があり^{[5] [6] 、}主系列星を周回する最小の太陽系外惑星であると報告されたが、2009年4月21日、グリーゼ581を周回する別の惑星、グリーゼ581e（質量約1.9地球質量）が発表された。論文では、この系に別の惑星、グリーゼ581d（最小質量7.7地球質量、軌道長半径0.25天文単位）を発見したことも発表された。^{[7] [3]}

グリーゼ 581c の存在とその質量は、太陽系外惑星を検出する視線速度法によって測定されました。惑星の質量は、主星グリーゼ 581 とその惑星の共通質量中心の周りの小さな周期運動によって計算されます。すべての惑星にケプラーの解を当てはめると、惑星の最小質量は 5.5 地球質量と決定されます。^[3]視線速度法だけでは真の質量を決定することはできませんが、これより大幅に大きくすることはできません。そうしないと、システムが動的に不安定になります。^[1]惑星の軌道が同一平面上にあると仮定したグリーゼ 581 システムの動的シミュレーションでは、惑星が最小質量の約 1.6 ～ 2 倍を超えることはできず、そうしないと惑星系が不安定になることが示されています (これは主に惑星 e と b の相互作用によるものです)。グリーゼ 581c の場合、上限は 10.4 地球質量です。^[7]

2024年の研究では惑星の傾斜角が決定され、その真の質量が決定されました。これは最小質量より約30%大きい約6.8地球質量です。^[2]

グリーゼ 581c は通過中に検出されていないため、その半径は測定されていません。さらに、この惑星の検出に使用された視線速度法では、惑星の質量に下限値しか設定されていないため、惑星の半径と構造の理論モデルは限られた用途しか使用できません。ただし、惑星の軌道の向きがランダムであると仮定すると、実際の質量は測定された最小質量に近い可能性があります。

真の質量が最小質量であると仮定すると、半径はさまざまなモデルを使用して計算できます。たとえば、Udry のチームによると、Gliese 581c が大きな鉄の核を持つ岩石惑星である場合、その半径は地球の約 50% 大きいはずです。^{[1] [8]} このような惑星の表面の重力は、地球の約 2.24 倍になります。ただし、Gliese 581c が氷や水のある惑星である場合、 Gliese 876 d用に Diana Valencia と彼女のチームがまとめた密度モデルによると、非常に大きな外部水圏があっても、その半径は地球の 2 倍未満になります。[ ^9]このような氷や水のある惑星の表面の重力は、地球の少なくとも 1.25 倍になります。彼らは、半径の実際の値は、上記の密度モデルによって計算された 2 つの極端な値の間のいずれかになる可能性があると主張しています。^[10]

他の科学者の見解は異なります。MITのサラ・シーガーは、グリーゼ581cやその他の地球の5倍の質量を持つ惑星は次のようなものである可能性があると推測しています。^[11]

• ほとんどがケイ酸塩でできた「巨岩」
• 固体鉄の「砲弾」惑星。
• 主にヘリウムと水素からなる「ガス矮星」
• 炭素が豊富な「ダイヤモンドの世界」
• 純粋に熱い「氷VIIの世界」
• 純粋に「一酸化炭素の世界」。

地球から見て惑星が恒星を通過する場合、不確実性はあるものの半径は測定可能であるはずである。残念ながら、カナダ製のMOST宇宙望遠鏡による測定では、通過は起こらないことが示されている。^[12]

新しい研究によると、スーパーアースの岩石中心は、大きな大気を保持しているように見えることから、太陽系の内惑星のような地球型岩石惑星に進化する可能性は低いことが示唆されています。薄い大気を持つ主に岩石で構成された惑星に進化するのではなく、小さな岩石中心は、水素が豊富な大きな外殻に包まれたままです。^{[13] [14]}

グリーゼ 581c の公転周期(「年」) は 13 地球日^[15]で、その公転半径は地球の約 7% に過ぎず、約 1,100 万 km である^[16] 。一方、地球は太陽から 1 億 5,000 万 km 離れている^[17]。主星は太陽よりも小さく、温度も低いため、光度も低い。この距離は、ユードリーのチームによると、この惑星を恒星の周囲の居住可能領域の「暖かい」端に位置づける。^{[1] [8]}天体物理学では、「居住可能領域」は恒星からの距離の範囲で惑星が表面に液体の水を維持できる範囲と定義されていることに注意。これは、惑星の環境が人間に適しているという意味ではない。人間に適している状況では、より制限された範囲のパラメータが必要となる。いずれにせよ、居住可能領域の新しいモデルに基づくと、この惑星は居住可能になるには暑すぎる可能性が高い。^{[4] [3]}

グリーゼ581の年齢と金属量のM0星の典型的な半径は0.00128 AUである^[18]。これに対して太陽は0.00465 AUである。この近さは、惑星の表面から空を眺める観測者にとって、主星が地球表面から見た太陽の3.75倍の幅と14倍の面積に見えるはずであることを意味する。

グリーゼ581からの距離が短いため、この惑星は一般に、一方の半球が常に恒星に面し（昼のみ）、もう一方の半球が常に恒星から離れた方向を向いている（夜のみ）つまり潮汐固定されていると考えられてきた。^{[19] [20]}恒星の活動を考慮したこの系の最新の軌道フィッティングでは、ほぼ円軌道が示されているが、^[2]古いフィッティングでは0.10～0.22の離心率が使用されていた。この惑星の軌道が偏心していると、激しい潮汐力による撓みを受けることになる。^[21]潮汐力は惑星が恒星に近いほど強くなるため、偏心惑星は自転周期が公転周期よりも短くなることが予想され、これを擬似同期とも呼ぶ。^[22]この効果の例は水星に見られ、水星は3:2の共鳴で潮汐固定されており、2周するごとに3回自転する。いずれにせよ、1:1の潮汐ロックの場合でも、惑星は秤動を起こし、その際、境界線は交互に明るくなったり暗くなったりするだろう。^[23]

惑星の軌道の経時的変化のモデルは、この潮汐ロックから生じる加熱が惑星の地質に大きな役割を果たしている可能性があることを示唆している。科学者が提案したモデルは、潮汐加熱によって木星の衛星イオの約3倍の表面熱流束が生じ、火山やプレートテクトニクスなどの大規模な地質活動を引き起こす可能性があると予測している。^[24]

フォン・ブローらのチームによるグリーゼ581cの研究では、「スーパーアースGl 581cは恒星に近すぎるため、明らかに居住可能領域外にある」という結論が出ていると引用されている。^[4]セルシスらの研究では、「居住可能領域にある惑星は、それ自体が必ずしも居住可能であるとは限らない」と述べられており、この惑星は「親恒星の保守的な居住可能領域とみなせる範囲外にある」とされ、さらに、もしそこに水があったとしても、赤色矮星が強力なX線と極端紫外線を放射していたときに失われたもので、表面温度は現在 の金星のように700～1,000 K (427～727  °C )になる可能性があるとされている。^{[25]他の科学者による温度の推測は、親星}グリーゼ581の温度（およびそこからの熱）に基づいており、その星の温度3,432 Kから3,528 Kの誤差（96 °C/K）を考慮せずに計算されており、離心率を考慮する前であっても、惑星の放射照度の範囲が広くなります。^[26]

グリーゼ581の測定された恒星の光度は太陽の0.013倍であり、これを用いてグリーゼ581cの有効温度、別名黒体温度を計算することが可能であるが、これは表面温度とは異なる可能性がある。^[要出典]ウドリーのチームによると、グリーゼ581cの有効温度は、アルベド（反射率）が金星（0.64）と仮定すると−3 °C（27 °F ）となり 、アルベドが地球（0.296）と仮定すると40 °C（104 °F）となり、^{[1] [15]}この温度範囲は、1気圧で水が液体になる温度範囲と重なる。しかし、惑星の大気の温室効果により、有効温度と実際の表面温度は大きく異なる可能性がある。例えば、金星の実効温度は−41℃（−42℉）であるが、表面温度は464℃（867℉）（主に96.5％の二酸化炭素大気による）であり、その差は約505℃（910℉）である。^[27]

居住可能性（極限環境生命にとって液体の水）に関する研究^[28]では、グリーゼ 581c は金星に見られるのと同様の暴走温室効果に悩まされる可能性があり、居住可能である可能性は非常に低いと結論付けられています。しかし、この暴走温室効果は、惑星の昼側に十分な反射雲があれば防ぐことができます。^[29]あるいは、表面が氷で覆われていれば、アルベド（反射率）が高くなり、入射する太陽光を十分に宇宙に反射して、惑星を居住可能でないほど寒くすることができます。ただし、この状況は、アルベドが約 0.95 を超える非常に高い場合（つまり氷の場合）を除いて非常に不安定になると予想されます。火山活動による二酸化炭素の放出、または恒星下点での加熱による水蒸気の放出が、暴走温室効果を引き起こします。^[30]

グリーゼ581cは、おそらくハビタブルゾーンの外側にある。^{[4] [31]}水が存在するという直接的な証拠は見つかっておらず、おそらく液体状態では存在しない。太陽系外惑星HD 209458 bの測定に使用されたような技術は、将来、惑星の大気中に蒸気の形で水が存在するかどうかを判断するために使用される可能性があるが、それは、グリーゼ581cが恒星を通過するように軌道が調整されているというまれなケースのみであり、そのようなことは知られていない。^[12]

理論モデルでは、水や二酸化炭素などの揮発性化合物が存在する場合、太陽側の焼けつくような熱で蒸発し、より涼しい夜側に移動し、凝結して氷冠を形成すると予測されている。時間が経つと、惑星の夜側で大気全体が凍結して氷冠になる可能性がある。しかし、水や二酸化炭素がグリーゼ581cの表面に存在しているかどうかはまだ不明である。あるいは、安定するのに十分な大きさの大気は熱をより均等に循環させ、表面の居住可能な領域を広くすることができるだろう。^[32]たとえば、金星の軸傾斜は小さいが、極地では表面に太陽光がほとんど届かない。地球の約117倍の遅い自転速度により、昼と夜が長くなる。金星に当たる太陽光の分布はいつでも不均一であるにもかかわらず、金星の極地と夜側は、地球全体を循環する風によって昼側とほぼ同じくらい高温に保たれている。^[33]

地球からのメッセージ（AMFE）は、2008年10月9日にグリーゼ581cに向けて送信された高出力デジタル無線信号です。この信号は、ソーシャルネットワーキングサイトBeboでのコンテストで選ばれた501のメッセージを含むデジタルタイムカプセルです。メッセージは、ウクライナ国立宇宙局のRT-70レーダー望遠鏡を使用して送信されました。信号は2029年初頭に惑星グリーゼ581cに到達します。^[34]有名人や政治家を含む50万人以上がAMFEプロジェクトに参加しました。これは、一般の人々がコンテンツを選択した世界初のデジタルタイムカプセルでした。^{[35] [36]}

2015年1月22日現在、メッセージは総距離192兆kmのうち59.48兆kmを移動しており、これはグリーゼ581系までの距離の31.0%に相当します。^[37]

• 恒星周ハビタブルゾーン（ゴルディロックス現象）
• コロット7b
• 恒星間旅行
• 惑星の居住可能性

ウィキメディア・コモンズには、 Gliese 581 cに関連するメディアがあります。

• デニス・オーバーバイ（2007年6月12日）。「生命が存在するには暑すぎる惑星もあるが、ちょうど良い惑星もあるかもしれない」。ニューヨーク・タイムズ。2015年6月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年7月11日閲覧。
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• 「宇宙で新たな『スーパーアース』が発見される」BBCニュース。2007年4月25日。2012年3月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年6月20日閲覧。
• Than, Ker (2007 年 4 月 24 日)。「大きな発見: 新しい惑星に水と生命が存在する可能性」。SPACE.com。2010年 12 月 24 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008 年6 月 20 日閲覧。
• ヘイゼル・ミューア（2007年4月25日）。「『ゴルディロックス』惑星は生命にとってちょうど良いかもしれない」。ニューサイエンティストスペース。2009年4月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年8月29日閲覧。

• 「天文学者、地球に似た居住可能な最初の惑星を発見」。Scientificblogging.com。2007年4月24日。2009年3月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年4月25日閲覧。

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• JR Minkle (2007 年 4 月 24 日)。「すべて濡れている? 天文学者が地球のような惑星を発見したと主張」。Scientific American。2007年 10 月 13 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007 年4 月 26 日閲覧。

• 「遠方の惑星は居住可能と判断」。ワールドサイエンス。2007年4月23日。2009年4月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年5月4日閲覧。

• ANI (2007 年 4 月 23 日)。「太陽系外で初めて地球のような居住可能な惑星を発見」。DailyIndi​​a.com。2007 年 4 月 27 日時点のオリジナルよりアーカイブ。

• 「太陽系外惑星グリーゼ581cのアーティストによる構想」。コスモグラフィカ。 2008年6月20日閲覧。
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• 「赤くて、意欲的で、有能: 赤色矮星の周囲に存在する可能性のある惑星の種類に関する 2001 年の New Scientist の記事」。KenCroswell.com。2008年4 月 30 日時点のオリジナルからアーカイブ。2008年6 月 20 日閲覧。
• Nemiroff, R.、Bonnell, J. 編 (2007 年 5 月 2 日) 。「グリーゼ 581c の表面からの日の出」。今日の天文写真。NASA。2008年6 月 20 日閲覧。

• グリーゼ 581 - 「赤色矮星」とその「地球のような」惑星グリーゼ 581c への影響 2010 年 12 月 5 日、Wayback Machineにアーカイブ