Arcturus

Arcturus es la estrella más brillante de la constelación norteña de Bootes. Con una magnitud visual aparente de -0,05, es la tercera estrella individual más brillante del cielo nocturno y la más brillante del hemisferio norte celeste. El nombre Arcturus se originó en la antigua Grecia; luego fue catalogado como α Boötis por Johann Bayer en 1603, que se latiniza a Alpha Boötis. Arcturus forma una esquina del asterismo del Triángulo de Primavera.

Situada relativamente cerca, a 36,7 años luz del Sol, Arcturus es una gigante roja única de tipo espectral K1.5III, una estrella envejecida de unos 7100 millones de años que ha agotado el hidrógeno de su núcleo y ha evolucionado a partir de la secuencia principal. Tiene aproximadamente la misma masa que el Sol, pero se ha expandido a 25 veces su tamaño y es alrededor de 170 veces más luminoso. Su diámetro es de 35 millones de kilómetros. Hasta el momento no se ha detectado ningún compañero.

Nomenclatura

El nombre tradicional Arcturus proviene del griego antiguo Ἀρκτοῦρος (Arktouros) y significa "Guardián del oso", en última instancia de ἄρκτος (arktos), "oso" y οὖρος (ouros), "vigilante, guardián".

La designación de Arcturus como α Boötis (latinizado a Alpha Boötis) fue hecha por Johann Bayer en 1603. En 2016, la Unión Astronómica Internacional organizó un Grupo de Trabajo sobre Star Names (WGSN) para catalogar y estandarizar los nombres propios de las estrellas. El primer boletín de WGSN de julio de 2016 incluía una tabla de los dos primeros lotes de nombres aprobados por WGSN; que incluía Arcturus para α Bootis.

Observación

Arcturus es la estrella más brillante de la constelación de Boötes.

Con una magnitud visual aparente de −0,05, Arcturus es la estrella más brillante del hemisferio norte celeste y la cuarta estrella más brillante del cielo nocturno, después de Sirius (−1,46 magnitud aparente), Canopus (−0,72) y α Centauri (magnitud combinada de −0,27). Sin embargo, α Centauri AB es una estrella binaria, cuyos componentes son más débiles que Arcturus. Esto convierte a Arcturus en la tercera estrella individual más brillante, justo por delante de α Centauri A (oficialmente llamada Rigil Kentaurus), cuya magnitud aparente es −0,01. El matemático y astrónomo francés Jean-Baptiste Morin observó Arcturus durante el día con un telescopio en 1635, una novedad para cualquier estrella que no sea el Sol y las supernovas. Arcturus se ha visto a simple vista a la puesta del sol o justo antes de ella.

Arcturus es visible desde ambos hemisferios de la Tierra, ya que se encuentra a 19° al norte del ecuador celeste. La estrella culmina a la medianoche del 27 de abril y a las 9 p.m. el 10 de junio siendo visible a finales de la primavera norte o el otoño austral. Desde el hemisferio norte, una manera fácil de encontrar a Arcturus es seguir el arco del mango de la Osa Mayor (o Arado). Al continuar en este camino, uno puede encontrar Spica, "Arco a Arcturus, luego clavar (o acelerar) a Spica". Junto con las estrellas brillantes Spica y Denebola (o Regulus, dependiendo de la fuente), Arcturus es parte del asterismo del Triángulo de Primavera. Con Cor Caroli, estas cuatro estrellas forman el asterismo del Gran Diamante.

Ptolomeo describió a Arcturus como subrufa ("ligeramente rojo"): tiene un índice de color B-V de +1,23, aproximadamente a medio camino entre Pólux (B-V +1,00) y Aldebarán (B-V +1,54).

η Boötis, o Muphrid, está a solo 3,3 años luz de distancia de Arcturus, y tendría una magnitud visual −2,5, casi tan brillante como Mercurio desde la Tierra, mientras que un observador en el sistema anterior encontraría Arcturus tan brillante como Venus como se ve desde la Tierra.

En 1984, el telescopio reflector Yapp de 90 cm (36 pulgadas) en Herstmonceux se probó con un espectrógrafo echelle de la Queen's University Belfast y una cámara CCD. Las observaciones de las estrellas Arcturus y Deneb (Alpha Cygni) se realizaron en el verano de 1984.

Características físicas

Imagen óptica de Arcturus (DSS2 / MAST / STScI / NASA)

Basado en un cambio de paralaje anual de 88,83 miliarcosegundos medido por el satélite Hipparcos, Arcturus está a 36,7 años luz (11,26 parsecs) del Sol. El margen de error de paralaje es de 0,54 milisegundos de arco, lo que se traduce en un margen de error de distancia de ±0,23 años luz (0,069 parsecs). Debido a su proximidad, Arcturus tiene un movimiento propio alto, dos segundos de arco al año, mayor que cualquier estrella de primera magnitud que no sea α Centauri.

Arcturus se mueve rápidamente (122 km/s o 270 000 mph) en relación con el Sol y ahora está casi en su punto más cercano al Sol. El acercamiento más cercano ocurrirá en unos 4.000 años, cuando la estrella estará unas pocas centésimas de año luz más cerca de la Tierra de lo que está hoy. (En la antigüedad, Arcturus estaba más cerca del centro de la constelación). Se cree que Arcturus es una estrella de disco antiguo y parece estar moviéndose con un grupo de otras 52 estrellas similares, conocidas como la corriente de Arcturus.

Con una magnitud absoluta de −0,30, Arcturus es, junto con Vega y Sirius, una de las estrellas más luminosas del vecindario del Sol. Es aproximadamente 110 veces más brillante que el Sol en longitudes de onda de luz visible, pero esto subestima su fuerza ya que gran parte de la luz que emite está en el infrarrojo; La potencia de salida total (bolométrica) es aproximadamente 180 veces la del Sol. Con una magnitud de banda J en el infrarrojo cercano de −2,2, solo Betelgeuse (−2,9) y R Doradus (−2,6) son más brillantes. La menor salida en luz visible se debe a una menor eficacia ya que la estrella tiene una temperatura superficial más baja que el Sol.

Como estrella única, la masa de Arcturus no se puede medir directamente, pero los modelos sugieren que es ligeramente mayor que la del Sol. La coincidencia evolutiva con los parámetros físicos observados da una masa de 1,08±0.06 M_☉, mientras que la proporción de isótopos de oxígeno para una primera estrella extraída da una masa de 1,2 M_☉. La estrella muestra una actividad magnética que está calentando las estructuras coronales y sufre un ciclo magnético de tipo solar con una duración probablemente inferior a 14 años. Se ha detectado un campo magnético débil en la fotosfera con una fuerza de alrededor de medio gauss. La actividad magnética parece estar a lo largo de cuatro latitudes y está modulada rotacionalmente.

Se estima que Arcturus tiene entre 6 y 8500 millones de años, pero existe cierta incertidumbre sobre su estado evolutivo. Según las características de color de Arcturus, actualmente está ascendiendo por la rama de gigante roja y continuará haciéndolo hasta que acumule un núcleo de helio degenerado lo suficientemente grande como para encender el destello de helio. Es probable que haya agotado el hidrógeno de su núcleo y ahora se encuentra en su fase activa de combustión de la capa de hidrógeno. Sin embargo, Charbonnel et al. (1998) lo colocó ligeramente por encima de la rama horizontal y sugirió que ya ha completado la etapa de flash de helio.

Espectro

Arcturus es una estrella gigante roja evolucionada con una clasificación estelar temprana de tipo K. Con frecuencia se le asigna el tipo espectral de K0III, pero en 1989 se usó como estándar espectral para el tipo K1.5III Fe-0.5, con la notación de sufijo que indica una escasez leve de hierro en comparación con las estrellas típicas de su tipo. Como el gigante de tipo K más brillante del cielo, ha sido objeto de múltiples atlas con cobertura desde el ultravioleta hasta el infrarrojo.

El espectro muestra una transición espectacular de las líneas de emisión en el ultravioleta a las líneas de absorción atómica en el rango visible y las líneas de absorción molecular en el infrarrojo. Esto se debe a que la profundidad óptica de la atmósfera varía con la longitud de onda. El espectro muestra una absorción muy fuerte en algunas líneas moleculares que no se producen en la fotosfera sino en una capa circundante. El examen de las líneas de monóxido de carbono muestra que el componente molecular de la atmósfera se extiende hacia afuera hasta 2 o 3 veces el radio de la estrella, con el viento cromosférico acelerando abruptamente a 35 a 40 km/s en esta región.

Los astrónomos llaman "metales" aquellos elementos con números atómicos más altos que el helio. La atmósfera de Arcturus tiene un enriquecimiento de elementos alfa en relación con el hierro, pero solo alrededor de un tercio de la metalicidad solar. Arcturus es posiblemente una estrella de la Población II.

Oscilaciones

Como una de las estrellas más brillantes del cielo, Arcturus ha sido objeto de una serie de estudios en el campo emergente de la astrosismología. Belmonte y sus colegas llevaron a cabo un estudio de la velocidad radial (desplazamiento Doppler de las líneas espectrales) de la estrella en abril y mayo de 1988, que mostró una variabilidad con una frecuencia del orden de unos pocos microhercios (μHz), correspondiendo el pico más alto a 4,3 μHz (2,7 días) con una amplitud de 60 ms⁻¹, con una separación de frecuencia de c. 5 μHz. Sugirieron que la explicación más plausible para la variabilidad de Arcturus son las oscilaciones estelares.

Las mediciones astrosismológicas permiten el cálculo directo de la masa y el radio, dando valores de 0,8±0,2 M_☉ y 27.9±3.4 R☉. Esta forma de modelado todavía es relativamente inexacta, pero es una verificación útil en otros modelos.

Posible sistema planetario

La astrometría del satélite Hipparcos sugirió que Arcturus es una estrella binaria, con la compañera unas veinte veces más tenue que la primaria y orbitando lo suficientemente cerca como para estar en los límites de los humanos. capacidad actual para hacerlo. Los resultados recientes siguen sin ser concluyentes, pero respaldan la detección marginal de Hipparcos de un compañero binario.

En 1993, las mediciones de velocidad radial de Aldebaran, Arcturus y Pollux mostraron que Arcturus exhibió una oscilación de velocidad radial de largo período, que podría interpretarse como un compañero subestelar. Este objeto subestelar tendría casi 12 veces la masa de Júpiter y estaría ubicado aproximadamente a la misma distancia orbital de Arcturus que la Tierra del Sol, a 1,1 unidades astronómicas. Sin embargo, las tres estrellas encuestadas mostraron oscilaciones similares que produjeron masas compañeras similares, y los autores concluyeron que la variación probablemente sea intrínseca a la estrella y no debida al efecto gravitatorio de una compañera. Hasta el momento no se ha confirmado ningún compañero subestelar.

Mitología

Arcturus en Arctophyllax

Una tradición astronómica asocia a Arcturus con la mitología en torno a Arcas, quien estuvo a punto de disparar y matar a su propia madre, Calisto, que se había transformado en un oso. Zeus evitó su trágico destino inminente al transformar al niño en la constelación de Bootes, llamada Arctophylax "guardián del oso" por los griegos, y su madre en Ursa Major (griego: Arctos "el oso"). El relato se da en la Astronomía de Hyginus.

Aratus en su Phaenomena dijo que la estrella Arcturus yacía debajo del cinturón de Arctophylax, y según Ptolomeo en el Almagest yacía entre sus muslos.

Una tradición alternativa asocia el nombre con la leyenda en torno a Icarius, quien regaló vino a otros hombres, pero fue asesinado por ellos, porque no habían tenido experiencia con la intoxicación y confundieron el vino con veneno. Se afirma que este Icarius se convirtió en Arcturus, mientras que su perro, Maira, se convirtió en Canicula (Procyon), aunque "Arcturus" aquí puede usarse en el sentido de la constelación en lugar de la estrella.

Importancia cultural

Como una de las estrellas más brillantes del cielo, Arcturus ha sido importante para los observadores desde la antigüedad.

En la antigua Mesopotamia, estaba vinculado al dios Enlil, y también conocido como Shudun, 'yugo', o SHU-PA de derivación desconocida en el Tres estrellas cada uno babilónico. catálogos de estrellas y posteriormente MUL.APIN hacia el 1100 a.C.

En griego antiguo, la estrella se encuentra en la literatura astronómica antigua, p. El trabajo y los días de Hesíodo, hacia el 700 a. C., así como los catálogos de estrellas de Hiparco y Ptolomeo. La etimología popular que conecta el nombre de la estrella con los osos (griego: ἄρκτος, arktos) probablemente se inventó mucho más tarde. Cayó en desuso a favor de los nombres árabes hasta que fue revivido en el Renacimiento.

Arcturus junto a la cabeza de Comet Donati en 1858

En árabe, Arcturus es una de las dos estrellas llamadas al-simāk "las elevadas" (el otro es Spica). Arcturus se especifica como السماك الرامح as-simāk ar-rāmiħ "el levantado del lancero". El término Al Simak Al Ramih ha aparecido en el catálogo de Al Achsasi Al Mouakket (traducido al latín como Al Simak Lanceator). Esto se ha romanizado de diversas formas en el pasado, lo que lleva a variantes obsoletas como Aramec y Azimech. Por ejemplo, el nombre Alramih se usa en Tratado sobre el astrolabio de Geoffrey Chaucer (1391). Otro nombre árabe es Haris-el-sema, de حارس السماء ħāris al-samā' "el guardián del cielo". o حارس الشمال ħāris al-shamāl’ "el guardián del norte".

En la astronomía india, Arcturus se llama Swati o Svati (Devanagari स्वाति, transliteración IAST svāti, svātī́), posiblemente 'su' + 'ati' ("gran visitante", en referencia a su lejanía) que significa muy benéfico. Ha sido referido como "la verdadera perla" en los kāvyas de Bhartṛhari.

En la astronomía china, Arcturus se llama Da Jiao (chino: 大角; pinyin: Dàjiǎo; lit. 'gran cuerno'), porque es la estrella más brillante de la constelación china llamada Jiao Xiu (chino: 角宿; pinyin: Jiǎo Xiǔ; lit. 'estrella de cuerno'). Más tarde se convirtió en parte de otra constelación Kang Xiu (chino: 亢宿; pinyin: Kang Xiǔ).

El pueblo Wotjobaluk Koori del sureste de Australia conocía a Arcturus como Marpean-kurrk, madre de Djuit (Antares) y otra estrella en Bootes, Weet-kurrk (Mufrido). Su aparición en el norte significó la llegada de las larvas de la hormiga de madera (un alimento) en primavera. El comienzo del verano estuvo marcado por la puesta de las estrellas con el Sol por el oeste y la desaparición de las larvas. La gente de la isla de Milingimbi en Arnhem Land vio a Arcturus y Muphrid como hombre y mujer, y tomó la apariencia de Arcturus al amanecer como una señal para ir a cosechar rakia o espiga. Los Weilwan del norte de Nueva Gales del Sur conocían a Arcturus como Guembila "rojo".

Los navegantes polinesios prehistóricos conocían a Arcturus como Hōkūleʻa, la "Estrella de la Alegría". Arcturus es la estrella cenital de las islas hawaianas. Usando Hōkūleʻa y otras estrellas, los polinesios lanzaron sus canoas de doble casco desde Tahití y las Islas Marquesas. Viajando hacia el este y el norte, finalmente cruzaron el ecuador y alcanzaron la latitud en la que Arcturus aparecería directamente sobre su cabeza en el cielo nocturno de verano. Sabiendo que habían llegado a la latitud exacta de la cadena de islas, navegaron hacia el oeste con los vientos alisios hasta tocar tierra. Si Hōkūleʻa pudiera mantenerse directamente sobre su cabeza, aterrizarían en las costas sureste de la Isla Grande de Hawái. Para un viaje de regreso a Tahití los navegantes podrían utilizar a Sirio, la estrella cenital de esa isla. Desde 1976, el Hōkūleʻa de la Polynesian Voyaging Society ha cruzado el Océano Pacífico muchas veces con navegantes que han incorporado esta técnica de orientación en su navegación sin instrumentos.

Arcturus tenía varios otros nombres que describían su importancia para los indígenas polinesios. En las Islas de la Sociedad, Arcturus, llamado Ana-tahua-taata-metua-te-tupu-mavae ("un pilar para apoyarse"), fue uno de los diez &# 34;pilares del cielo", estrellas brillantes que representaban los diez cielos del más allá de Tahití. En Hawái, el patrón de Bootes se llamaba Hoku-iwa, que significa "estrellas del pájaro fragata". Esta constelación marcó el camino de Hawai'iloa en su regreso a Hawai desde el Océano Pacífico Sur. Los hawaianos llamaron a Arcturus Hoku-leʻa. Se equiparó a la constelación de Tuamotuan Te Kiva, que significa "pájaro fragata", que podría representar la figura de Bootes o simplemente Arcturus. Sin embargo, Arcturus puede ser en cambio la estrella de Tuamotuan llamada Turu. El nombre hawaiano de Arcturus como una sola estrella era probablemente Hoku-leʻa, que significa "estrella de la alegría", o "estrella clara". En las Islas Marquesas, Arcturus probablemente se llamaba Tau-tou y era la estrella que regía el mes próximo a enero. Los maoríes y moriori lo llamaron Tautoru, una variante del nombre marquesano y un nombre compartido con el Cinturón de Orión.

En la astronomía inuit, Arcturus es llamado el Viejo (Uttuqalualuk en lenguas inuit) y Los Primeros (Sivulliik en lenguas inuit).

Los Miꞌkmaq del este de Canadá vieron a Arcturus como Kookoogwéss, el búho.

El científico armenio de principios del siglo XX, Nazaret Daghavarian, teorizó que la estrella a la que comúnmente se hace referencia en el folklore armenio como Gutani astgh (en armenio: 곳기기 ւ ւ 마 미; lit. estrella del arado) era de hecho Arcturus, como la constelación de Bootes se llamaba "Ezogh" (armenio: 국 븲; lit. la persona que está arando) por armenios.

En la cultura popular

En la antigua Roma, se suponía que la actividad celestial de la estrella presagiaba un clima tempestuoso, y una personificación de la estrella actúa como narrador del prólogo de Plauto. comedia Rudens (circa 211 aC).

El sutra Karandavyuha, compilado a finales del siglo IV o principios del siglo V, nombra una de las absorciones meditativas de Avalokiteśvara como "El rostro de Arcturus".

Una de las posibles etimologías ofrecidas para el nombre "Arthur" asume que se deriva de "Arcturus" y que la figura de finales del siglo V y principios del VI en la que se basa el mito del Rey Arturo recibió originalmente el nombre de la estrella.

En la Edad Media, Arcturus fue considerado una estrella fija beheniana y atribuida a la piedra Jasper y la hierba de planta. Cornelius Agrippa enumera su signo kabbalístico bajo el nombre alternativo Alchameth.

La luz de Arcturus se empleó en el mecanismo utilizado para inaugurar la Feria Mundial de Chicago de 1933. Se eligió la estrella porque se pensó que la luz de Arcturus había comenzado su viaje aproximadamente en el momento de la Feria Mundial de Chicago anterior en 1893 (a 36,7 años luz de distancia, la luz en realidad comenzó en 1896).

En el apogeo de la Guerra Civil Estadounidense, el presidente Abraham Lincoln observó Arcturus a través de un telescopio refractor de 9,6 pulgadas cuando visitó el Observatorio Naval en Washington, DC, en agosto de 1863.