Арктур — ярчайшая звезда северного созвездия Ботеса . _ С видимой визуальной величиной -0,05 [2] это четвертая по яркости звезда ночного неба и самая яркая в северном небесном полушарии . Имя Арктур произошло из Древней Греции ; Затем в 1603 году Иоганн Байер внес его в каталог как α Boötis , что латинизировано до Alpha Boötis . Арктур образует один угол астеризма Весеннего Треугольника .
Арктур, расположенный относительно близко на расстоянии 36,7 световых лет от Солнца , представляет собой одиночный [7] красный гигант спектрального класса K1.5III — стареющую звезду возрастом около 7,1 миллиарда лет, которая израсходовала водород своего ядра и эволюционировала из главной последовательности . Его масса примерно равна Солнцу , но он увеличился в 25 раз и примерно в 170 раз ярче. Его диаметр составляет 35 миллионов километров. Пока ни один спутник не обнаружен.
Традиционное имя Арктур латинизировано от древнегреческого Ἀρκτοῦρος ( Arktouros ) и означает «Страж Медведя», [9] в конечном итоге от ἄρκτος ( arktos ), «медведь» [10] и οὖρος ( ouros ), «смотритель, страж». . [11]
Обозначение Арктура как α Boötis ( латинизированное до Alpha Boötis ) было дано Иоганном Байером в 1603 году. В 2016 году Международный астрономический союз организовал Рабочую группу по названиям звезд (WGSN) для каталогизации и стандартизации собственных имен звезд. Первый бюллетень WGSN от июля 2016 года включал таблицу первых двух групп названий, одобренных WGSN, включая Арктур для α Boötis. [12] [13]
С видимой визуальной величиной -0,05 Арктур является самой яркой звездой в северном небесном полушарии и четвертой по яркости звездой на ночном небе [14] после Сириуса (видимая величина -1,46), Канопуса (-0,72) и α Центавра. (общая магнитуда -0,27). Однако α Центавра AB — двойная звезда , компоненты которой слабее, чем у Арктура. Это делает Арктур третьей по яркости отдельной звездой, сразу после α Центавра A (официально называемого Ригил Кентавр ), чья видимая величина составляет −0,01 . [15] Французский математик и астроном Жан-Батист Морен наблюдал Арктур в дневное время с помощью телескопа в 1635 году. Это было первое зарегистрированное наблюдение при полном дневном свете для любой звезды, кроме Солнца и сверхновых . Арктур был замечен невооруженным глазом на закате или незадолго до него. [15]
Арктур виден с обоих полушарий Земли , поскольку он расположен в 19° к северу от небесного экватора . Кульминация звезды произойдет в полночь 27 апреля и в 21:00 10 июня, и ее можно будет увидеть поздней северной весной или южной осенью. [16] В северном полушарии простой способ найти Арктур — следовать по дуге ручки Большой Медведицы (или Плуга в Великобритании ). Продолжая идти по этому пути, можно найти Спику , «Дугу к Арктуру, затем прыгнуть (или ускориться) к Спике». [17] [18] Вместе с яркими звездами Спика и Регул (или Денебола , в зависимости от источника), Арктур является частью астеризма Весеннего Треугольника . Вместе с Кор Кароли эти четыре звезды образуют астеризм Большой Алмаз .
Птолемей описал Арктур как subrufa («слегка красный»): он имеет индекс цвета BV +1,23, что примерно посередине между Поллуксом (BV +1,00) и Альдебараном (BV +1,54). [15]
η Боотис , или Муфрид, находится всего в 3,3 световых годах от Арктура и будет иметь визуальную величину -2,5, примерно такую же яркость, как Юпитер в его самой яркой форме с Земли, тогда как наблюдатель в первой системе нашел бы Арктур с звездной величиной - 5.0, немного ярче Венеры , видимой с Земли, но оранжевого цвета. [15]
.png/1280px-Arcturus_(optical).png)
Судя по годовому сдвигу параллакса на 88,83 миллисекунды дуги , измеренному спутником Hipparcos , Арктур находится на расстоянии 36,7 световых лет (11,26 парсеков ) от Солнца. Погрешность параллакса составляет 0,54 миллисекунды дуги, что соответствует погрешности расстояния ±0,23 светового года (0,069 парсека). [1] Из-за своей близости Арктур имеет высокое собственное движение , составляющее две угловые секунды в год, что больше, чем у любой звезды первой величины, кроме α Центавра.
Арктур быстро движется (122 км/с или 270 000 миль в час) относительно Солнца и сейчас находится почти в самой близкой к Солнцу точке. Максимальное сближение произойдет примерно через 4000 лет, когда звезда окажется на несколько сотых светового года ближе к Земле, чем сегодня. (В древности Арктур находился ближе к центру созвездия. [19] ) Арктур считается звездой старого диска , [7] и, по-видимому, движется вместе с группой из 52 других таких звезд, известных как Арктур . транслировать . [20]
С абсолютной величиной -0,30 Арктур вместе с Вегой и Сириусом является одной из самых ярких звезд в окрестностях Солнца. Оно примерно в 110 раз ярче Солнца в видимых длинах волн света, но это недооценивает его силу, поскольку большая часть излучаемого им света находится в инфракрасном диапазоне ; общая ( болометрическая ) выходная мощность примерно в 180 раз превышает мощность Солнца. При величине J-диапазона в ближнем инфракрасном диапазоне , равной -2,2, только Бетельгейзе (-2,9) и R Дорадус (-2,6) ярче. Более низкий выход видимого света обусловлен более низкой эффективностью , поскольку звезда имеет более низкую температуру поверхности , чем Солнце.
Массу Арктура как одиночной звезды невозможно измерить напрямую, но модели предполагают, что она немного больше массы Солнца. Эволюционное соответствие наблюдаемым физическим параметрам дает массу1,08 ± 0,06 M ☉ , [7] в то время как соотношение изотопов кислорода для первой звезды -драги дает массу 1,2 M ☉ . [21] Учитывая эволюционное состояние звезды, ожидается, что в прошлом она претерпела значительную потерю массы. [22] Звезда проявляет магнитную активность , нагревающую корональные структуры, и подвергается магнитному циклу солнечного типа продолжительностью, вероятно, менее 14 лет. В фотосфере обнаружено слабое магнитное поле силой около половины гаусса . Магнитная активность, по-видимому, простирается вдоль четырех широт и имеет вращательную модуляцию. [23]
Возраст Арктура оценивается от 6 до 8,5 миллиардов лет, [7] но существует некоторая неопределенность относительно его эволюционного статуса. [24] Судя по цветовым характеристикам Арктура, он в настоящее время поднимается по ветви красных гигантов и будет продолжать это делать до тех пор, пока не накопит достаточно большое выродившееся гелиевое ядро , чтобы зажечь гелиевую вспышку . [7] Вероятно, он исчерпал водород из своего ядра и сейчас находится в фазе горения активной водородной оболочки . Однако Charbonnel et al. (1998) поместили его немного выше горизонтальной ветви и предположили, что он уже завершил стадию гелиевой вспышки. [24]
Арктур эволюционировал от главной последовательности к ветви красных гигантов , достигнув ранней звездной классификации K-типа . Ей часто присваивают спектральный класс K0III [25] , но в 1989 г. она использовалась в качестве спектрального стандарта для типа K1.5III Fe−0.5 [3] с суффиксным обозначением, указывающим на умеренный недостаток железа по сравнению с типичными звездами этого типа. тип. Будучи самым ярким гигантом К-типа на небе, он был объектом множества атласов с охватом от ультрафиолетового до инфракрасного диапазона . [26] [27]
Спектр демонстрирует резкий переход от линий излучения в ультрафиолете к линиям атомного поглощения в видимом диапазоне и линиям молекулярного поглощения в инфракрасном диапазоне. Это связано с тем, что оптическая толщина атмосферы меняется в зависимости от длины волны. [27] Спектр показывает очень сильное поглощение некоторых молекулярных линий, которые образуются не в фотосфере, а в окружающей оболочке. [28] Исследование линий окиси углерода показывает, что молекулярный компонент атмосферы простирается наружу в 2–3 раза больше радиуса звезды, при этом хромосферный ветер резко ускоряется до 35–40 км/с в этой области. [29]
Астрономы называют металлами те элементы, атомные номера которых выше , чем у гелия . Атмосфера Арктура имеет обогащение альфа-элементами по сравнению с железом , но составляет лишь около трети солнечной металличности . Арктур, возможно, является звездой населения II . [15]
Арктур, одна из самых ярких звезд на небе, стал предметом ряда исследований в развивающейся области астеросейсмологии . Бельмонте и его коллеги провели исследование лучевой скорости (доплеровского сдвига спектральных линий) звезды в апреле и мае 1988 года, которое показало переменность с частотой порядка нескольких микрогерц (мкГц), самый высокий пик соответствует 4,3 мкГц ( 2,7 сут) с амплитудой 60 мс -1 , с разносом частот c. 5 мкГц. Они предположили, что наиболее правдоподобным объяснением изменчивости Арктура являются звездные колебания. [30]
Астеросейсмологические измерения позволяют напрямую рассчитать массу и радиус, давая значения0,8 ± 0,2 М ☉ и27,9 ± 3,4 Р ☉ . Эта форма моделирования все еще относительно неточна, но полезна для проверки других моделей. [31]
Спутниковая астрометрия Hipparcos показала, что Арктур — двойная звезда , компаньон которой примерно в двадцать раз тусклее главной звезды и вращается достаточно близко, чтобы люди могли ее разглядеть на самом пределе. Недавние результаты остаются неубедительными, но подтверждают незначительное обнаружение Hipparcos бинарного компаньона. [32]
В 1993 году измерения лучевой скорости Альдебарана, Арктура и Поллукса показали, что Арктур демонстрирует долгопериодические колебания лучевой скорости, которые можно интерпретировать как субзвездного компаньона . Этот субзвездный объект будет почти в 12 раз тяжелее Юпитера и будет расположен примерно на том же орбитальном расстоянии от Арктура, на котором Земля находится от Солнца, на расстоянии 1,1 астрономической единицы . Однако все три исследованные звезды показали схожие колебания, приводящие к схожим массам компаньона, и авторы пришли к выводу, что изменение, вероятно, было внутренним для звезды, а не из-за гравитационного воздействия компаньона. До сих пор ни один субзвездный компаньон не подтвержден. [33]
Одна астрономическая традиция связывает Арктура с мифологией Аркаса , который собирался застрелить и убить свою собственную мать Каллисто , превратившуюся в медведицу. Зевс предотвратил их неминуемую трагическую судьбу, превратив мальчика в созвездие Ботеса, которое греки называли Арктофилаксом «медведь-хранитель», а его мать — в Большую Медведицу (греч. Arctos «медведица»). Отчет дан в «Астрономии » Гигина . [34]
Арат в своих «Феноменах» говорил, что звезда Арктур лежала ниже пояса Арктофилакса, а по словам Птолемея в « Альмагесте» , она лежала между его бедрами. [35]
Альтернативные предания связывают это имя с легендой об Икарии , который подарил вино другим людям, но был ими убит, потому что у них не было опыта опьянения, и они приняли вино за яд. Утверждается, что Икарий стал Арктуром, а его собака Майра стала Каникулой ( Проционом ), хотя «Арктур» здесь может использоваться в смысле созвездия, а не звезды. [36]
Арктур , одна из самых ярких звезд на небе, имел большое значение для наблюдателей с древних времен.
В древней Месопотамии он был связан с богом Энлилем , а также известен как Шудун, «иго» [19] или ШУ-ПА неизвестного происхождения в каталогах «Три звезды» и «Каждая звезда» в вавилонских каталогах , а затем в МУЛ.АПИН около 1100 г. до н.э. [37]
В древнегреческом языке звезда встречается в древней астрономической литературе, например, в « Трудах и днях» Гесиода , около 700 г. до н. э., [19] , а также в звездных каталогах Гиппарха и Птолемея. Народная этимология, связывающая название звезды с медведями (греч. ἄρκτος, арктос), вероятно, была изобретена гораздо позже. [ нужна цитация ] Оно вышло из употребления в пользу арабских имен, пока не было возрождено в эпоху Возрождения . [38]
По- арабски Арктур — одна из двух звезд, называемых ас-симак «возвышенные» (вторая — Спика ). Арктур указан как السماك الرامح ас-симак ар-рамиих «возвышенный из улан». Термин Al Simak Al Ramih появился в каталоге Al Achsasi Al Mouakket (переводится на латынь как Al Simak Lanceator ). [39] В прошлом это слово латинизировалось по-разному , что привело к появлению устаревших вариантов, таких как Aramec и Azimech . Например, имя Альрамих используется в «Трактате об астролябии» Джеффри Чосера ( 1391 г.). Другое арабское имя — Харис-эль-Сема , от حارس السماء ħāris al-sama «хранитель неба». [40] [41] [42] или حارس الشمال Харис аль-Шамаль «хранитель севера». [43]
В индийской астрономии Арктур называется Свати или Свати (Деванагари स्वाति, транслитерация IAST свати, свати), возможно, «су» + «ати» («великий путешественник», в связи с его удаленностью), что означает «очень благодетельный». В кавьях Бхартрихари его называют «настоящей жемчужиной» . [44]
В китайской астрономии Арктур называется Да Цзяо ( китайский :大角; пиньинь : Дацзио ; букв. «большой рог»), потому что это самая яркая звезда в китайском созвездии под названием Цзяо Сю (китайский:角宿; пиньинь: Цзио Сю ; букв. «роговая звезда»). Позже оно стало частью другого созвездия Кан Сю (кит.亢宿; пиньинь: Кан Сю ).
Народ вотджобалук- кури на юго-востоке Австралии знал Арктура как Марпеан-куррк , мать Джуита ( Антареса ) и еще одной звезды в Волопасе, Вит-куррк [45] (Муфрид). [46] Его появление на севере означало прибытие личинок древесного муравья (продукт питания) весной. Начало лета ознаменовалось заходом звезды с Солнцем на западе и исчезновением личинок. [45] Жители острова Милингимби на Арнемленде видели Арктура и Муфрида как мужчину и женщину и восприняли появление Арктура на восходе солнца как знак, что нужно пойти и собрать урожай ракии или шиповника . [47] Вейльваны северного Нового Южного Уэльса знали Арктура как Гуэмбилу, « красного». [47] : 84
Доисторические полинезийские мореплаватели знали Арктура как Хокулеа , «Звезду радости». Арктур — зенитная звезда Гавайских островов . Используя Хокулеа и других звезд, полинезийцы спустили на воду свои двухкорпусные каноэ с Таити и Маркизских островов . Путешествуя на восток и север, они в конце концов пересекли экватор и достигли широты , на которой Арктур должен был появиться прямо над головой в летнем ночном небе. Зная, что они достигли точной широты цепи островов, они двинулись на запад под пассатным ветром к берегу. Если бы Хокулеа можно было держать прямо над головой, они приземлились на юго-восточном берегу Большого острова Гавайи. Для обратного пути на Таити мореплаватели могли использовать Сириус, зенитную звезду этого острова. С 1976 года «Хокулеа » Полинезийского общества путешествий много раз пересек Тихий океан под руководством штурманов, которые включили этот метод определения пути в свою безинструментальную навигацию.
У Арктура было несколько других названий, которые отражали его значение для коренных полинезийцев . На островах Общества Арктур, называемый Ана-тахуа-таата-метуа-те-тупу-маваэ («столп, на котором стоит стоять»), был одним из десяти «столпов неба», ярких звезд, которые представляли десять небес. загробной жизни Таити . [48] На Гавайях узор Ботеса назывался Хоку-ива , что означает «звезды фрегата». Это созвездие отметило путь Гавайлоа по его возвращению на Гавайи из южной части Тихого океана. [49] Гавайцы называли Арктур Хоку-леа . [50] Его приравнивали к туамотуанскому созвездию Те Кива , что означает « птица-фрегат », которое могло представлять собой либо фигуру Ботеса, либо просто Арктура. [51] Однако Арктур может быть звездой Туамотуана по имени Туру . [52] Гавайское название Арктура как одиночной звезды, вероятно, было Хоку-леа , что означает «звезда радости» или «ясная звезда». [53] На Маркизских островах Арктур, вероятно, назывался Тау-тоу и был звездой, которая управляла месяцем, приближающимся к январю. Маори и мориори называли его Таутору , вариант маркизского имени и названия, общего с Поясом Ориона . [54]
В инуитской астрономии Арктур называется Стариком ( Уттукалуалук на инуитских языках ) и Первыми ( Сивуллиик на инуитских языках). [55]
Микмак из восточной Канады видел Арктура как Кукугвесса , сову. [56]
Армянский ученый начала 20-го века Назарет Дагаварян предположил , что звезда, обычно называемая в армянском фольклоре Гутани астх ( армянский : Գութանի աստղ; букв. Звезда плуга), на самом деле была Арктуром, поскольку созвездие Волопаса называлось «Эзох». ( армянский : Եզող; букв. человек, который пашет) армянами. [57]
В Древнем Риме небесная деятельность звезды должна была предвещать бурную погоду, а олицетворение звезды выступает рассказчиком пролога к комедии Плавта « Руденс» (около 211 г. до н.э.). [58] [59]
Карандавьюха -сутра , составленная в конце 4-го или начале 5-го века, называет одно из медитативных погружений Авалокитешвары «Ликом Арктура». [60]
Одна из возможных этимологий, предложенных для имени « Артур », предполагает, что оно происходит от слова «Арктур» и что фигура конца V — начала VI веков, на которой основан миф о короле Артуре, изначально была названа в честь звезды. [59] [61] [62] [ 63] [64] [65]
В средние века Арктур считался бегеновой неподвижной звездой и приписывался каменной яшме и траве подорожника . Корнелиус Агриппа перечислил его каббалистический знак под альтернативным названием Алхамет . [66]
Свет Арктура использовался в механизме открытия Всемирной выставки в Чикаго в 1933 году . Звезда была выбрана потому, что считалось, что свет от Арктура начал свое путешествие примерно во время предыдущей Всемирной выставки в Чикаго в 1893 году (на расстоянии 36,7 световых лет свет действительно начался в 1896 году). [67]
В разгар Гражданской войны в США президент Авраам Линкольн наблюдал Арктур в 9,6-дюймовый телескоп-рефрактор, когда он посетил Военно-морскую обсерваторию в Вашингтоне, округ Колумбия, в августе 1863 года. [68]
