Gliese 876

Gliese 876 es una estrella enana roja a 15,2 años luz (4,7 pársecs) de la Tierra en la constelación de Acuario. Es una de las estrellas conocidas más cercanas al Sol que se ha confirmado que posee un sistema planetario con más de dos planetas, después de GJ 1061, YZ Ceti, Tau Ceti y Wolf 1061; A partir de 2018, se han encontrado cuatro planetas extrasolares orbitando la estrella. El sistema planetario también destaca por las propiedades orbitales de sus planetas. Es el único sistema conocido de compañeros orbitales que exhibe una conjunción casi triple en el raro fenómeno de la resonancia de Laplace (un tipo de resonancia observada por primera vez en las tres lunas galileanas interiores de Júpiter). También es el primer sistema extrasolar alrededor de una estrella normal con coplanaridad medida. Si bien los planetas b y c están ubicados en la zona habitable del sistema, son planetas gigantes que se cree que son análogos a Júpiter.

Distancia y visibilidad

Gliese 876 se encuentra bastante cerca del Sistema Solar. Según las mediciones astrométricas realizadas por el observatorio espacial Gaia, la estrella muestra un paralaje de 214,038 milisegundos de arco, lo que corresponde a una distancia de 4,6721 pársecs (15,238 ly). A pesar de estar situada tan cerca de la Tierra, la estrella es tan débil que resulta invisible a simple vista y sólo puede verse con un telescopio.

Características estelares

Como enana roja, Gliese 876 es mucho menos masiva que el Sol: las estimaciones sugieren que tiene sólo el 35% de la masa del Sol. La temperatura de la superficie de Gliese 876 es más fría que la del Sol y la estrella tiene un radio más pequeño. Estos factores se combinan para hacer que la estrella sea sólo un 1,3% tan luminosa como el Sol, y la mayor parte es en longitudes de onda infrarrojas. Estimar la edad y la metalicidad de las estrellas frías es difícil debido a la formación de moléculas diatómicas en sus atmósferas, lo que hace que el espectro sea extremadamente complejo. Al ajustar el espectro observado al espectro del modelo, se estima que Gliese 876 tiene una abundancia de elementos pesados ligeramente menor en comparación con el Sol (alrededor del 75% de la abundancia solar de hierro). Según la actividad cromosférica, es probable que la estrella tenga entre 6.500 y 9.900 millones de años, según el modelo teórico utilizado. Sin embargo, su pertenencia a la población de discos jóvenes sugiere que la estrella tiene menos de 5 mil millones de años, pero el largo período de rotación de la estrella implica que tiene al menos más de 100 millones de años. Como muchas estrellas de baja masa, Gliese 876 es una estrella variable. Su designación de estrella variable es IL Aquarii y está clasificada como variable BY Draconis. Su brillo fluctúa alrededor de 0,04 magnitudes. Se cree que este tipo de variabilidad es causada por grandes manchas estelares que aparecen y desaparecen de la vista a medida que la estrella gira. Gliese 876 emite rayos X como lo haría la mayoría de las enanas rojas.

Sistema planetario

Historial de observaciones

El 23 de junio de 1998, dos equipos independientes liderados por Geoffrey Marcy y Xavier Delfosse anunciaron la existencia de un planeta extrasolar en órbita alrededor de Gliese 876. El planeta fue designado Gliese 876 b y fue detectado mediante espectroscopía Doppler. Según la medición de la luminosidad, se cree que la zona habitable circunestelar (CHZ) se encuentra entre 0,116 y 0,227 AU. El 9 de enero de 2001 se detectó un segundo planeta, denominado Gliese 876 c, dentro de la órbita del planeta previamente descubierto. La relación entre los períodos orbitales inicialmente disfrazó la firma de velocidad radial del planeta como una mayor excentricidad orbital del planeta exterior. Eugenio Rivera y Jack Lissauer descubrieron que los dos planetas sufren fuertes interacciones gravitacionales mientras orbitan la estrella, lo que hace que los elementos orbitales cambien rápidamente. El 13 de junio de 2005, observaciones adicionales realizadas por un equipo dirigido por Rivera revelaron un tercer planeta, denominado Gliese 876 d, dentro de las órbitas de los dos planetas del tamaño de Júpiter. En enero de 2009, se determinó la inclinación mutua entre los planetas byc utilizando una combinación de velocidad radial y mediciones astrométricas. Se descubrió que los planetas eran casi coplanares, con un ángulo de sólo 5,0^+3,9
>_−2,3° entre sus planos orbitales.

El 23 de junio de 2010, los astrónomos anunciaron un cuarto planeta, denominado Gliese 876 e. Este descubrimiento limitó mejor la masa y las propiedades orbitales de los otros tres planetas, incluida la alta excentricidad del planeta más interior. Esto también llenó el sistema dentro de la órbita de e; planetas adicionales allí serían inestables a la edad de este sistema. En 2014, un nuevo análisis de las velocidades radiales existentes sugirió la posible presencia de dos planetas adicionales, que tendrían casi la misma masa que Gliese 876 d, pero un análisis más detallado mostró que estas señales eran artefactos de interacciones dinámicas entre los planetas conocidos. En 2018, un estudio que utilizó cientos de nuevas mediciones de velocidad radial no encontró evidencia de planetas adicionales. Si este sistema tiene un disco cometario, no es "más brillante que la luminosidad fraccionaria del polvo 10⁻⁵" según un estudio de Herschel de 2012. Ninguno de estos planetas transita por la estrella desde la perspectiva de la Tierra, lo que dificulta el estudio de sus propiedades.

GJ 876 es un sistema padre candidato para el objeto ʻOumuamua. La trayectoria de este objeto interestelar lo llevó cerca de la estrella hace unos 820.000 años con una velocidad de 5 km/s, tras lo cual fue perturbado por otras seis estrellas.

Disposición orbital

Gliese 876 tiene una disposición orbital notable. Es el primer sistema planetario alrededor de una estrella normal en el que se mide la inclinación mutua entre los planetas sin tránsitos (anteriormente, la inclinación mutua de los planetas que orbitan alrededor del púlsar PSR B1257+12 se había determinado midiendo sus interacciones gravitacionales). Mediciones posteriores redujeron el valor de la inclinación mutua y en los últimos modelos de cuatro planetas la incorporación de inclinaciones mutuas no da como resultado mejoras significativas en relación con las soluciones coplanares. El sistema tiene el segundo ejemplo conocido de resonancia de Laplace con una resonancia de 1:2:4 de sus planetas. El primer ejemplo conocido fueron las lunas galileanas más cercanas a Júpiter: Ganímedes, Europa e Io. La integración numérica indica que el sistema coplanar de cuatro planetas es estable durante al menos otros mil millones de años. Este sistema planetario se acerca a una triple conjunción entre los tres planetas exteriores una vez por órbita del planeta más exterior.

Planetas

Los tres planetas más externos de los conocidos probablemente se formaron más lejos de la estrella y migraron hacia adentro.

Gliese 876 d

Gliese 876 d, descubierto en 2005, es el planeta más interno conocido. Con una masa estimada 6,7 veces la de la Tierra, es posible que se trate de un planeta terrestre denso.

876 c

Gliese 876 c, descubierto en 2001, es un planeta gigante con una masa de Júpiter de 0,74. Está en resonancia orbital 1:2 con el planeta b y tarda 30,104 días en orbitar la estrella. El planeta orbita dentro de la zona habitable. Su temperatura lo hace más probable que sea un planeta de Clase III en la clasificación de planetas extrasolares de Sudarsky. La presencia de agua líquida superficial y vida es posible en satélites suficientemente masivos, si existieran.

Gliese 876 b

Gliese 876 b, descubierta en 1998, tiene aproximadamente el doble de masa que Júpiter y gira alrededor de su estrella en una órbita que tarda 61,104 días en completarse, a una distancia de sólo 0,21 UA, menos que la distancia del Sol a Mercurio. Su temperatura hace que sea más probable que sea un planeta de Clase II o Clase III en el modelo Sudarsky. La presencia de agua líquida superficial y vida es posible en satélites suficientemente masivos, si existieran.

Gliese 876 e

Gliese 876 e, descubierta en 2010, tiene una masa similar a la del planeta Urano y su órbita tarda 124 días en completarse.