Arcturus
Arcturus é a estrela mais brilhante da constelação do norte de Boötes. Com uma magnitude visual aparente de -0,05, é a terceira estrela individual mais brilhante no céu noturno e a mais brilhante no hemisfério celeste norte. O nome Arcturus originou-se na Grécia antiga; foi então catalogado como α Boötis por Johann Bayer em 1603, que é latinizado para Alpha Boötis. Arcturus forma um canto do asterismo do Triângulo da Primavera.
Localizado relativamente próximo a 36,7 anos-luz do Sol, Arcturus é uma única gigante vermelha do tipo espectral K1.5III — uma estrela envelhecida com cerca de 7,1 bilhões de anos que consumiu o hidrogênio de seu núcleo e evoluiu a partir da sequência principal. Tem aproximadamente a mesma massa do Sol, mas expandiu-se para 25 vezes o seu tamanho e é cerca de 170 vezes mais luminoso. Seu diâmetro é de 35 milhões de quilômetros. Até agora nenhum companheiro foi detectado.
Nomenclatura
O nome tradicional Arcturus é latinizado do grego antigo Ἀρκτοῦρος (Arktouros) e significa "Guardião do Urso", em última análise, de ἄρκτος (arktos), "urso" e οὖρος (ouros), "vigia, guardião".
A designação de Arcturus como α Boötis (latinizada para Alpha Boötis) foi feita por Johann Bayer em 1603. Em 2016, a União Astronômica Internacional organizou um Grupo de Trabalho sobre Star Names (WGSN) para catalogar e padronizar nomes próprios para estrelas. O primeiro boletim do WGSN de julho de 2016 incluiu uma tabela dos dois primeiros lotes de nomes aprovados pelo WGSN; que incluiu Arcturus para α Boötis.
Observação
Com uma magnitude visual aparente de −0,05, Arcturus é a estrela mais brilhante no hemisfério celeste norte e a quarta estrela mais brilhante no céu noturno, depois de Sirius (−1,46 magnitude aparente), Canopus (−0,72) e α Centauri (magnitude combinada de -0,27). No entanto, α Centauri AB é uma estrela binária, cujos componentes são ambos mais fracos do que Arcturus. Isso torna Arcturus a terceira estrela individual mais brilhante, logo à frente de α Centauri A (oficialmente chamada de Rigil Kentaurus), cuja magnitude aparente é −0,01. O matemático e astrônomo francês Jean-Baptiste Morin observou Arcturus durante o dia com um telescópio em 1635, a primeira vez para qualquer estrela além do Sol e das supernovas. Arcturus foi visto a olho nu ou pouco antes do pôr do sol.
Arcturus é visível de ambos os hemisférios da Terra, pois está localizado 19° ao norte do equador celeste. A estrela culmina à meia-noite de 27 de abril e às 21h. em 10 de junho sendo visível durante o final da primavera do norte ou o outono do sul. Do hemisfério norte, uma maneira fácil de encontrar Arcturus é seguir o arco do cabo da Ursa Maior (ou Arado). Continuando neste caminho, pode-se encontrar Spica, "Arc to Arcturus, então pico (ou velocidade) para Spica". Juntamente com as estrelas brilhantes Spica e Denebola (ou Regulus, dependendo da fonte), Arcturus faz parte do asterismo do Triângulo da Primavera. Com Cor Caroli, essas quatro estrelas formam o asterismo do Grande Diamante.
Ptolomeu descreveu Arcturus como subrufa ("ligeiramente vermelho"): tem um índice de cor B-V de +1,23, aproximadamente a meio caminho entre Pollux (B-V +1,00) e Aldebaran (B-V +1,54).
η Boötis, ou Muphrid, está a apenas 3,3 anos-luz de distância de Arcturus e teria uma magnitude visual de -2,5, quase tão brilhante quanto Mercúrio visto da Terra, enquanto um observador no sistema anterior encontraria Arcturus tão brilhante quanto Vênus como visto da Terra.
Em 1984, o telescópio refletivo Yapp de 90 cm (36 polegadas) em Herstmonceux foi testado com um espectrógrafo Echelle da Queen's University Belfast e uma câmera CCD. Observações das estrelas Arcturus e Deneb (Alpha Cygni) foram realizadas no verão de 1984.
Características físicas
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Com base em uma mudança de paralaxe anual de 88,83 milisegundos de arco medida pelo satélite Hipparcos, Arcturus está a 36,7 anos-luz (11,26 parsecs) do Sol. A margem de erro de paralaxe é de 0,54 miliarcosegundos, traduzindo-se em uma margem de erro de distância de ± 0,23 anos-luz (0,069 parsecs). Devido à sua proximidade, Arcturus tem um alto movimento próprio, dois segundos de arco por ano, maior do que qualquer estrela de primeira magnitude que não seja α Centauri.
Arcturus está se movendo rapidamente (122 km/s ou 270.000 mph) em relação ao Sol e agora está quase no ponto mais próximo do Sol. A aproximação mais próxima acontecerá em cerca de 4.000 anos, quando a estrela estará alguns centésimos de ano-luz mais próxima da Terra do que está hoje. (Na antiguidade, Arcturus estava mais perto do centro da constelação.) Acredita-se que Arcturus seja uma estrela de disco antigo e parece estar se movendo com um grupo de 52 outras estrelas desse tipo, conhecido como fluxo de Arcturus.
Com uma magnitude absoluta de −0,30, Arcturus é, juntamente com Vega e Sirius, uma das estrelas mais luminosas na vizinhança do Sol. É cerca de 110 vezes mais brilhante que o Sol em comprimentos de onda de luz visível, mas isso subestima sua força, pois grande parte da luz que emite está no infravermelho; a saída de energia total (bolométrica) é cerca de 180 vezes a do Sol. Com uma magnitude de banda J no infravermelho próximo de -2,2, apenas Betelgeuse (-2,9) e R Doradus (-2,6) são mais brilhantes. A saída mais baixa na luz visível se deve a uma eficácia menor, pois a estrela tem uma temperatura de superfície mais baixa que o Sol.
Como uma única estrela, a massa de Arcturus não pode ser medida diretamente, mas os modelos sugerem que ela é ligeiramente maior que a do Sol. A correspondência evolutiva com os parâmetros físicos observados fornece uma massa de 1,08±0.06 M☉, enquanto a razão de isótopos de oxigênio para uma primeira estrela dragada dá uma massa de 1,2 M☉. A estrela exibe atividade magnética que está aquecendo as estruturas coronais e passa por um ciclo magnético do tipo solar com duração provavelmente inferior a 14 anos. Um campo magnético fraco foi detectado na fotosfera com uma força de cerca de meio gauss. A atividade magnética parece estar ao longo de quatro latitudes e é modulada rotacionalmente.
Estima-se que Arcturus tenha cerca de 6 a 8,5 bilhões de anos, mas há alguma incerteza sobre seu estado evolutivo. Com base nas características de cor de Arcturus, ele está atualmente subindo no ramo das gigantes vermelhas e continuará a fazê-lo até acumular um núcleo de hélio degenerado grande o suficiente para iniciar o flash de hélio. Provavelmente esgotou o hidrogênio de seu núcleo e agora está em sua fase ativa de queima de hidrogênio. No entanto, Charbonnel et al. (1998) colocou-o ligeiramente acima do ramo horizontal e sugeriu que já havia completado o estágio de flash de hélio.
Espectro
Arcturus é uma estrela gigante vermelha evoluída com uma classificação estelar do tipo K inicial. É freqüentemente atribuído o tipo espectral de K0III, mas em 1989 foi usado como padrão espectral para o tipo K1.5III Fe-0.5, com a notação de sufixo indicando uma leve subabundância de ferro em comparação com estrelas típicas de seu tipo. Como o gigante de tipo K mais brilhante no céu, tem sido objeto de vários atlas com cobertura do ultravioleta ao infravermelho.
O espectro mostra uma transição dramática de linhas de emissão no ultravioleta para linhas de absorção atômica na faixa visível e linhas de absorção molecular no infravermelho. Isso se deve à profundidade óptica da atmosfera variando com o comprimento de onda. O espectro mostra uma absorção muito forte em algumas linhas moleculares que não são produzidas na fotosfera, mas em uma camada circundante. O exame das linhas de monóxido de carbono mostra o componente molecular da atmosfera estendendo-se para fora até 2 a 3 vezes o raio da estrela, com o vento cromosférico acelerando abruptamente para 35 a 40 km/s nesta região.
Os astrônomos chamam de "metais" aqueles elementos com números atômicos maiores que o hélio. A atmosfera de Arcturus tem um enriquecimento de elementos alfa em relação ao ferro, mas apenas cerca de um terço da metalicidade solar. Arcturus é possivelmente uma estrela da População II.
Oscilações
Como uma das estrelas mais brilhantes do céu, Arcturus tem sido objeto de vários estudos no campo emergente da asterosismologia. Belmonte e colegas realizaram um estudo de velocidade radial (deslocamento Doppler das linhas espectrais) da estrela em abril e maio de 1988, que mostrou variabilidade com uma frequência da ordem de alguns microhertz (μHz), o pico mais alto correspondendo a 4,3 μHz (2,7 dias) com uma amplitude de 60 ms−1, com uma separação de frequência de c. 5 μHz. Eles sugeriram que a explicação mais plausível para a variabilidade de Arcturus são as oscilações estelares.
As medições astrosismológicas permitem o cálculo direto da massa e do raio, fornecendo valores de 0,8±0,2 M☉ e 27,9±3,4 R☉. Essa forma de modelagem ainda é relativamente imprecisa, mas é uma verificação útil de outros modelos.
Possível sistema planetário
A astrometria do satélite Hipparcos sugeriu que Arcturus é uma estrela binária, com a companheira cerca de vinte vezes mais escura que a primária e orbitando perto o suficiente para estar nos limites da visão humana. capacidade atual de fazê-lo. Resultados recentes permanecem inconclusivos, mas suportam a detecção marginal Hipparcos de um companheiro binário.
Em 1993, medições de velocidade radial de Aldebaran, Arcturus e Pollux mostraram que Arcturus exibia uma oscilação de velocidade radial de longo período, que poderia ser interpretada como uma companheira subestelar. Este objeto subestelar teria quase 12 vezes a massa de Júpiter e estaria localizado aproximadamente na mesma distância orbital de Arcturus que a Terra está do Sol, em 1,1 unidades astronômicas. No entanto, todas as três estrelas pesquisadas mostraram oscilações semelhantes produzindo massas companheiras semelhantes, e os autores concluíram que a variação provavelmente era intrínseca à estrela e não devido ao efeito gravitacional de uma companheira. Até agora, nenhum companheiro subestelar foi confirmado.
Mitologia
Uma tradição astronômica associa Arcturus com a mitologia em torno de Arcas, que estava prestes a atirar e matar sua própria mãe Callisto, que havia se transformado em um urso. Zeus evitou seu destino trágico iminente, transformando o menino na constelação de Boötes, chamado Arctophylax "urso guardião" pelos gregos, e sua mãe na Ursa Maior (grego: Arctos "o urso"). O relato é dado na Astronomia de Hyginus.
Aratus em seu Phaenomena disse que a estrela Arcturus ficava abaixo do cinturão de Arctophylax, e de acordo com Ptolomeu no Almagest ela ficava entre suas coxas.
Uma tradição alternativa associa o nome à lenda em torno de Icarius, que deu o vinho de presente a outros homens, mas foi assassinado por eles, porque não tiveram nenhuma experiência com intoxicação e confundiram o vinho com veneno. Afirma-se que este Icarius tornou-se Arcturus, enquanto seu cachorro, Maira, tornou-se Canicula (Procyon), embora "Arcturus" aqui pode ser usado no sentido da constelação e não da estrela.
Significado cultural
Como uma das estrelas mais brilhantes do céu, Arcturus tem sido importante para os observadores desde a antiguidade.
Na antiga Mesopotâmia, era ligado ao deus Enlil, e também conhecido como Shudun, "jugo", ou SHU-PA de derivação desconhecida nas Três Estrelas Cada Babilônica catálogos de estrelas e mais tarde MUL.APIN por volta de 1100 aC.
No grego antigo, a estrela é encontrada na literatura astronômica antiga, por ex. Os Trabalhos e Dias de Hesíodo, por volta de 700 aC, bem como os catálogos de estrelas de Hiparco e Ptolomeu. A etimologia popular conectando o nome da estrela com os ursos (grego: ἄρκτος, arktos) provavelmente foi inventada muito mais tarde. Caiu em desuso em favor de nomes árabes até que foi revivido no Renascimento.
Em árabe, Arcturus é uma das duas estrelas chamadas al-simāk "as elevadas" (o outro é Spica). Arcturus é especificado como السماك الرامح as-simāk ar-rāmiħ "o elevado do lanceiro". O termo Al Simak Al Ramih apareceu no catálogo Al Achsasi Al Mouakket (traduzido para o latim como Al Simak Lanceator). Isso foi romanizado de várias maneiras no passado, levando a variantes obsoletas como Aramec e Azimech. Por exemplo, o nome Alramih é usado em A Treatise on the Astrolabe de Geoffrey Chaucer (1391). Outro nome árabe é Haris-el-sema, de حارس السماء ħāris al-samā' "o guardião do céu". ou حارس الشمال ħāris al-shamāl’ "o guardião do norte".
Na astronomia indiana, Arcturus é chamado Swati ou Svati (Devanagari स्वाति, Transliteração IAST svāti, svātī́), possivelmente 'su' + 'ati' ("grande frequentador", em referência ao seu afastamento) significando muito beneficente. Tem sido referido como "a verdadeira pérola" nos kāvyas de Bhartṛhari.
Na astronomia chinesa, Arcturus é chamado Da Jiao (chinês: 大角; pinyin: Dàjiǎo; lit. 'grande chifre'), porque é a estrela mais brilhante da constelação chinesa chamada Jiao Xiu (Chinês: 角宿; pinyin: Jiǎo Xiǔ; lit. 'estrela chifre'). Mais tarde, tornou-se parte de outra constelação Kang Xiu (chinês: 亢宿; pinyin: Kàng Xiǔ).
O povo Wotjobaluk Koori do sudeste da Austrália conhecia Arcturus como Marpean-kurrk, mãe de Djuit (Antares) e outra estrela em Boötes, Weet-kurrk (Muphrid). Seu aparecimento no norte significou a chegada das larvas da formiga-do-mato (alimento) na primavera. O início do verão foi marcado pelo pôr-do-sol com o Sol a oeste e pelo desaparecimento das larvas. O povo da Ilha de Milingimbi na Terra de Arnhem viu Arcturus e Muphrid como homem e mulher, e tomou a aparência de Arcturus ao nascer do sol como um sinal para ir e colher rakia ou spikerush. Os Weilwan do norte de Nova Gales do Sul conheciam Arcturus como Guembila "vermelho".
Os navegadores polinésios pré-históricos conheciam Arcturus como Hōkūleʻa, a "Estrela da Alegria". Arcturus é a estrela zenital das ilhas havaianas. Usando Hōkūle'a e outras estrelas, os polinésios lançaram suas canoas de casco duplo do Taiti e das Ilhas Marquesas. Viajando para o leste e para o norte, eles finalmente cruzaram o equador e alcançaram a latitude em que Arcturus apareceria diretamente acima no céu noturno de verão. Sabendo que haviam chegado à latitude exata da cadeia de ilhas, eles navegaram para oeste nos ventos alísios até o desembarque. Se Hōkūle'a pudesse ser mantido diretamente acima, eles pousaram na costa sudeste da Ilha Grande do Havaí. Para uma viagem de volta ao Taiti, os navegadores poderiam usar Sirius, a estrela zenital daquela ilha. Desde 1976, o Hōkūleʻa da Polynesian Voyaging Society cruzou o Oceano Pacífico muitas vezes sob o comando de navegadores que incorporaram essa técnica de orientação em sua navegação sem instrumentos.
Arcturus tinha vários outros nomes que descreviam seu significado para os polinésios indígenas. Nas Ilhas da Sociedade, Arcturus, chamado Ana-tahua-taata-metua-te-tupu-mavae ("um pilar para apoiar"), foi um dos dez &# 34;pilares do céu", estrelas brilhantes que representavam os dez céus da vida após a morte taitiana. No Havaí, o padrão de Boötes era chamado de Hoku-iwa, que significa "estrelas da fragata". Esta constelação marcou o caminho para Hawaiʻiloa em seu retorno ao Havaí vindo do Oceano Pacífico Sul. Os havaianos chamavam Arcturus Hoku-leʻa. Foi equiparado à constelação Tuamotuan Te Kiva, que significa "fragata", que pode representar a figura de Boötes ou apenas Arcturus. No entanto, Arcturus pode ser a estrela Tuamotuan chamada Turu. O nome havaiano para Arcturus como uma única estrela era provavelmente Hoku-leʻa, que significa "estrela da alegria", ou "estrela clara". Nas Ilhas Marquesas, Arcturus provavelmente era chamado de Tau-tou e era a estrela que regia o mês que se aproximava de janeiro. Os Māori e Moriori o chamavam de Tautoru, uma variante do nome Marquesano e um nome compartilhado com o Cinturão de Orion.
Na astronomia Inuit, Arcturus é chamado de Velho (Uttuqalualuk nas línguas Inuit) e Os Primeiros (Sivulliik nas línguas Inuit).
Os Miꞌkmaq do leste do Canadá viam Arcturus como Kookoogwéss, a coruja.
O cientista armênio do início do século 20, Nazaret Daghavarian, teorizou que a estrela comumente referida no folclore armênio como Gutani astgh (armênio: Գութանի աստղ; lit. estrela do arado) era na verdade Arcturus, como a constelação de Boötes foi chamada de "Ezogh" (armênio: Եզող; lit. a pessoa que está arando) pelos armênios.
Na cultura popular
Na Roma Antiga, a atividade celeste da estrela deveria pressagiar um clima tempestuoso, e uma personificação da estrela atua como narradora do prólogo do livro de Plauto; comédia Rudens (por volta de 211 aC).
O sutra Karandavyuha, compilado no final do século IV ou início do século V, nomeia uma das absorções meditativas de Avalokiteśvara como "A face de Arcturus".
Uma das possíveis etimologias oferecidas para o nome "Arthur" assume que é derivado de "Arcturus" e que a figura do final do século 5 ao início do século 6, na qual o mito do Rei Arthur se baseia, foi originalmente nomeada em homenagem à estrela.
Na Idade Média, Arcturus foi considerado uma estrela fixa de Behenian e atribuído à pedra Jasper e à erva de banana. Cornelius Agrippa listou seu sinal kabbalistic 
sob o nome alternativo Alchameth.
A luz de Arcturus foi empregada no mecanismo usado para abrir a Feira Mundial de Chicago de 1933. A estrela foi escolhida porque se pensava que a luz de Arcturus havia começado sua jornada por volta da época da Feira Mundial de Chicago anterior em 1893 (a 36,7 anos-luz de distância, a luz realmente começou em 1896).
No auge da Guerra Civil Americana, o presidente Abraham Lincoln observou Arcturus através de um telescópio refrator de 9,6 polegadas quando visitou o Observatório Naval em Washington, DC, em agosto de 1863.
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