Gliese 876 is a red dwarf star  away from Earth in the constellation of Aquarius. It is one of the closest known stars to the Sun confirmed to possess a planetary system with more than two planets, after GJ 1061, YZ Ceti, Tau Ceti, and Wolf 1061; as of 2018, four extrasolar planets have been found to orbit the star. The planetary system is also notable for the orbital properties of its planets. It is the only known system of orbital companions to exhibit a near-triple conjunction in the rare phenomenon of Laplace resonance (a type of resonance first noted in Jupiter's inner three Galilean moons). It is also the first extrasolar system around a normal star with measured coplanarity. While planets b and c are located in the system's habitable zone, they are giant planets believed to be analogous to Jupiter.

Distance and visibility
Gliese 876 is located fairly close to the Solar System. According to astrometric measurements made by the Gaia space observatory, the star shows a parallax of 214.038 milliarcseconds, which corresponds to a distance of . Despite being located so close to Earth, the star is so faint that it is invisible to the naked eye and can only be seen using a telescope.

Stellar characteristics

As a red dwarf, Gliese 876 is much less massive than the Sun: estimates suggest it has only 35% of the mass of the Sun. The surface temperature of Gliese 876 is cooler than the Sun and the star has a smaller radius. These factors combine to make the star only 1.3% as luminous as the Sun, and most of this is at infrared wavelengths. Estimating the age and metallicity of cool stars is difficult due to the formation of diatomic molecules in their atmospheres, which makes the spectrum extremely complex. By fitting the observed spectrum to model spectra, it is estimated that Gliese 876 has a slightly lower abundance of heavy elements compared to the Sun (around 75% the solar abundance of iron). Based on chromospheric activity the star is likely to be around 6.5 to 9.9 billion years old, depending on the theoretical model used. However, its membership among the young disk population suggest that the star is less than 5 billion years old but the long rotational period of the star implies that it is at least older than 100 million years. Like many low-mass stars, Gliese 876 is a variable star. Its variable star designation is IL Aquarii and it is classified as a BY Draconis variable. Its brightness fluctuates by around 0.04 magnitudes. This type of variability is thought to be caused by large starspots moving in and out of view as the star rotates. Gliese 876 emits X-rays like most Red Dwarfs would do.

Planetary system

Observation history

On June 23, 1998, an extrasolar planet was announced in orbit around Gliese 876 by two independent teams led by Geoffrey Marcy and Xavier Delfosse. The planet was designated Gliese 876 b and was detected by Doppler spectroscopy. Based on luminosity measurement, the circumstellar habitable zone (CHZ) is believed to be located between 0.116 and 0.227 AU. On January 9, 2001, a second planet designated Gliese 876 c was detected, inside the orbit of the previously-discovered planet.  The relationship between the orbital periods initially disguised the planet's radial velocity signature as an increased orbital eccentricity of the outer planet. Eugenio Rivera and Jack Lissauer found that the two planets undergo strong gravitational interactions as they orbit the star, causing the orbital elements to change rapidly. On June 13, 2005, further observations by a team led by Rivera revealed a third planet, designated Gliese 876 d inside the orbits of the two Jupiter-size planets. In January 2009, the mutual inclination between planets b and c was determined using a combination of radial velocity and astrometric measurements. The planets were found to be almost coplanar, with an angle of only 5.0° between their orbital planes.

On June 23, 2010, astronomers announced a fourth planet, designated Gliese 876 e. This discovery better constrained the mass and orbital properties of the other three planets, including the high eccentricity of the innermost planet. This also filled out the system inside e's orbit; additional planets there would be unstable at this system's age. In 2014, reanalysis of the existing radial velocities suggested the possible presence of two additional planets, which would have almost the same mass as Gliese 876 d, but further analysis showed that these signals were artifacts of dynamical interactions between the known planets. In 2018 a study using hundreds of new radial velocity measurements found no evidence for any additional planets. If this system has a comet disc, it is not "brighter than the fractional dust luminosity 10−5" according to a 2012 Herschel study. None of these planets transit the star from the perspective of Earth, making it difficult to study their properties.

GJ 876 is a candidate parent system for the ʻOumuamua object. The trajectory of this interstellar object took it near the star about 820,000 years ago with a velocity of 5 km/s, after which it has been perturbed by six other stars.

Orbital arrangement
Gliese 876 has a notable orbital arrangement. It is the first planetary system around a normal star to have mutual inclination between planets measured without transits (previously the mutual inclination of the planets orbiting the pulsar PSR B1257+12 had been determined by measuring their gravitational interactions). Later measurements reduced the value of the mutual inclination, and in the latest four-planet models the incorporation mutual inclinations does not result in significant improvements relative to coplanar solutions. The system has the second known example of a Laplace resonance with a 1:2:4 resonance of its planets.  The first known example was Jupiter's closest Galilean moons  - Ganymede, Europa and Io. Numerical integration indicates that the coplanar, four-planet system is stable for at least another billion years. This planetary system comes close to a triple conjunction between the three outer planets once per orbit of the outermost planet.

Planets
The outermost three of the known planets likely formed further away from the star, and migrated inward.

 Gliese 876 d

Gliese 876 d, discovered in 2005, is the innermost known planet.  With an estimated mass 6.7 times that of the Earth, it is possible that it is a dense terrestrial planet.

 Gliese 876 c

Gliese 876 c, discovered in 2001, is a 0.74 Jupiter-mass giant planet.  It is in a 1:2 orbital resonance with the planet b, taking 30.104 days to orbit the star.  The planet orbits within the habitable zone.  Its temperature makes it more likely to be a Class III planet in the Sudarsky extrasolar planet classification. The presence of surface liquid water and life is possible on sufficiently massive satellites should they exist.

 Gliese 876 b

Gliese 876 b, discovered in 1998, is around twice the mass of Jupiter and revolves around its star in an orbit taking 61.104 days to complete, at a distance of only 0.21 AU, less than the distance from the Sun to Mercury.  Its temperature makes it more likely to be a Class II or Class III planet in the Sudarsky model. The presence of surface liquid water and life is possible on sufficiently massive satellites should they exist.

 Gliese 876 e

Gliese 876 e, discovered in 2010, has a mass similar to that of the planet Uranus and its orbit takes 124 days to complete.

See also
 List of nearest stars and brown dwarfs
 Gliese 581
 Lists of exoplanets

Notes

References

External links

 
 
 
 
 
 Image Gliese 876
 Extrasolar Planet Interactions by Rory Barnes & Richard Greenberg, Lunar and Planetary Lab, University of Arizona

 
Aquarius (constellation)
BY Draconis variables
BD-15 6290
113020
Local Bubble
M-type main-sequence stars
Planetary systems with four confirmed planets
0876
188580272
Aquarii, IL
글리제 876은 물병자리에 있는 별로 지구에서 15광년 정도 떨어져 있는 적색 왜성이다. 글리제 876의 플램스티드 기호는 물병자리 IL이며, 변광성적 특징으로 볼 때 물병자리 IL형 변광성의 원형 별이기도 하다. 2006년 기준으로 이 별은 세 개의 외계 행성을 거느리고 있는 것으로 확인되었다. 두 개는 목성형 행성이며 한 개는 해왕성 질량 절반 정도 크기의 행성이다.

거리와 가시성 
글리제 876은 태양계에서 매우 가까운 곳에 있다. 히파르코스 위성의 측정 천문학적 관측 기구 조사에 따르면 이 별의 시차는 212.59밀리초각으로 여기서 추산된 거리는 4.70파섹(15.3광년)이다. 가까이 있음에도 이 별 자체는 어둡기 때문에 인간의 눈으로 볼 수는 없으며 망원경을 이용해야 관측할 수 있다.

항성의 특징 
글리제 876은 적색 왜성으로 우리 태양보다 훨씬 더 어둡다. 질량은 태양의 32퍼센트 정도이다. 글리제 876의 표면 온도는 태양보다 차갑고 반지름 또한 작다. 이런 요인들이 복합적으로 작용하여 글리제 876의 밝기는 태양의 1.38퍼센트에 불과하며 이 별이 발산하는 복사 에너지는 대부분 적외선 파장에 몰려 있다.

대기 속의 이원자 분자가 스펙트럼을 매우 복잡하게 만들기 때문에, 차가운 별들의 나이 및 중원소 함량을 측정하기는 어렵다. 관측된 스펙트럼을 스펙트럼 모형에 맞추면 글리제 876의 중원소 함량은 태양의 75퍼센트 수준이다. 채층 활동을 통해 추측한 글리제 876의 나이는 이론 적 모형에 따르면 65억 ~ 99억 년 사이이다.

많은 작고 어두운 별들처럼 글리제 876은 변광성이다. 이 별의 변광형은 용자리 BY 변광성으로, 밝기는 겉보기 등급으로 0.04 정도 변동을 보인다. 이러한 밝기의 변화는 별 표면에 있는 거대한 흑점들이 자전과 함께 관측자의 시야에 나타나고 사라지기 때문으로 추측된다.

행성계 

1998년 글리제 876 주위를 도는 외계 행성이 제프리 마시 연구팀 과 자비어 델포세 연구팀에 의해 각각 독립적으로 존재가 입증되었다. 이 외계 행성의 이름은 글리제 876 b로 지어졌으며, 발견 방법은 행성의 중력이 어머니 항성을 흔들리게 만드는 것에서 착안한, 시선 속도법이었다. 이 행성의 질량은 목성의 두 배 정도로 공전 주기는 61일이며 항성에서의 거리는 0.208 천문단위(이는 수성과 태양 사이 거리의 절반이 되지 않는다)였다.

2001년 b의 안쪽 궤도를 도는 새로운 행성이 발견되었다. 이 행성의 질량은 목성의 62퍼센트 정도였으며 이름은 글리제 876 c로 지어졌다. c는 b와 1대 2의 궤도 공명 상태에 있었으며, 항성을 30.34일 주기로 1회 공전하고 있었다. c를 발견하기 전까지는 b의 궤도가 큰 이심률을 그리고 있는 것으로 생각했으나, c의 발견으로 이는 궤도 공명 현상이었음이 밝혀졌다. 두 행성은 서로 강한 중력적 상호 작용을 하고 있으며 궤도 요소를 빠르게 변화시키고 있다.

2005년 에우제니오 리베라 팀이 세 번째 행성을 발견했다. 이 행성은 앞서 발견된 둘보다 더 항성에 가까이 붙어 있었다. 세 번째 행성은 글리제 876 d로 이름지어졌다. 이 행성의 질량은 지구의 5.88배에 불과했으며, 암석 행성으로 추측된다. 시선 속도 및 두 가스 행성 사이의 상호 작용에 의거하면, 글리제 876 행성계의 공전궤도 경사각은 천구면에 대해 50도 정도 기울어져 있는 것으로 보인다. 만약 이 수치가 정확하고 세 행성의 공전면이 같은 평면상에 있다면, 이들의 질량은 시선 속도법으로 측정한 최소 질량값보다 약 30퍼센트 더 무거울 것이다. 여기에 따르면 가장 안쪽의 행성 질량은 지구의 7.5배가 된다. 반대로 측정 천문학적 방법으로 잰 가장 바깥쪽 행성의 공전 궤도 경사각은 84도 정도 기울어져 있으며, 여기에 따르면 실제 질량은 최솟값보다 근소하게 큰 수준일 것이다.. 폴 섕크랜드(리베라 및 기타 팀과 공동 작업) 팀의 조사에 따르면 이들 행성 중 어떤 것도 항성 표면을 지나가지(로시터-맥래플린 효과에 의해 시선속도 기울기 90도를 보여줌) 않음이 밝혀졌다. 따라서 공전면이 90도 근처의 경사각을 이룰 가능성은 더 희박해졌다.

목성형 행성 둘 다 글리제 876의 '전통적' 생명체 거주가능 영역(0.116 ~ 0.227 천문단위) 내에 있다. 이들의 존재는 글리제 876 행성계 생물권 내에 '지구 크기의 생명체가 존재 가능한 행성'이 있을 가능성을 날려 버린다. 반면 이들 가스행성 주위에 거대한 위성이 존재한다면 생명이 여기서 살 수 있을지도 모른다. 게다가 조석적 고정이 된 행성의 생물권 범위가 전통적 학설보다 더 늘어난다면, 글리제 876 행성계 내 어딘가에 생명체가 존재하는 천체가 있을 수도 있다.

같이 보기 

 행성계
 빌헬름 글리제
 가까운 별 목록
 외계 행성이 확인된 항성 목록

참고 문헌 

 
물병자리
국부 거품
적색왜성
용자리 BY형 변광성
행성계
M형 주계열성
0876
113020