Epsilon Eridani ( ε Eridani , abreviado Epsilon Eri , ε Eri ), formalmente llamado Ran / r ɑː n / , [18] es una estrella en el sur de constelación de Eridanus , a una declinación de 9,46 ° al sur del ecuador celeste . Esto le permite ser visible desde la mayor parte de la superficie de la Tierra. A una distancia de 10.5 años luz (3.2 parsecs ) del Sol , tiene una magnitud aparente de 3.73. Es eltercera estrella individual más cercana o sistema estelar visible a simple vista.
Se estima que la estrella tiene menos de mil millones de años. [19] Debido a su relativa juventud, Epsilon Eridani tiene un mayor nivel de actividad magnética que el Sol actual, con un viento estelar 30 veces más fuerte. Su período de rotación es de 11.2 días en el ecuador. Epsilon Eridani es más pequeño y menos masivo que el Sol, y tiene un nivel comparativamente más bajo de elementos más pesados que el helio . [20] Es una estrella de secuencia principal de clase espectral K2, lo que significa que la energía generada en el núcleo a través de la fusión nuclear de hidrógeno se emite desde la superficie a una temperatura de aproximadamente 5,000 K (8,500 ° F ), dándole un tono naranja.
La designación Bayer ε Eridani (latinizada como Epsilon Eridani) fue establecida en 1603 por Johann Bayer . Puede ser un miembro del grupo de estrellas de la Osa Mayor que comparte un movimiento similar a través de la Vía Láctea , lo que implica que estas estrellas comparten un origen común en un cúmulo abierto . Su vecino más cercano, el sistema estelar binario Luyten 726-8 , tendrá un encuentro cercano con Epsilon Eridani en aproximadamente 31,500 años cuando estarán separados por aproximadamente 0.93 ly (0.29 pc). [21]
El movimiento de Epsilon Eridani a lo largo de la línea de visión a la Tierra, conocida como la velocidad radial , se ha observado regularmente durante más de veinte años. Los cambios periódicos en su valor arrojaron evidencia de un planeta gigante en órbita alrededor de la estrella, convirtiéndolo en uno de los sistemas estelares más cercanos con un exoplaneta candidato . [22] El descubrimiento del planeta ha sido controvertido debido a la cantidad de ruido de fondo en los datos de velocidad radial, particularmente en la observación temprana, [23] pero muchos astrónomos ahora consideran que el planeta está confirmado. En 2016 se le dio el nombre alternativo AEgir [ sic ].
El sistema Epsilon Eridani también incluye dos cinturones de asteroides rocosos : a aproximadamente 3 UA y 20 UA de la estrella. La estructura orbital podría ser mantenida por un hipotético segundo planeta, que de confirmarse sería Epsilon Eridani c. [24] Epsilon Eridani alberga un extenso disco de escombros externos de restos planetesimales remanentes de la formación del sistema. [25]
Como una de las estrellas similares a un Sol más cercanas a un planeta, [26] Epsilon Eridani ha sido objeto de varias observaciones en la búsqueda de inteligencia extraterrestre . Epsilon Eridani aparece en historias de ciencia ficción y ha sido sugerido como un destino para viajes interestelares . [27] Desde Epsilon Eridani, el Sol aparecería como una estrella de magnitud 2.4 en Serpens .
Historia observacional [ editar ]
Catalogación [ editar ]
Epsilon Eridani ha sido conocido por los astrónomos desde al menos el siglo II dC, cuando Claudio Ptolomeo (un astrónomo griego de Alejandría , Egipto ) lo incluyó en su catálogo de más de mil estrellas. El catálogo fue publicado como parte de su tratado astronómico Almagesto . La constelación de Eridanus fue nombrada por Ptolomeo ( griego antiguo : Ποταμού , River), y Epsilon Eridani figuraba como su decimotercera estrella. Ptolomeo llamó a Epsilon Eridani ό τών δ προηγούμενος , griego por lo anterior de los cuatro (aquí δes el numero cuatro). Esto se refiere a un grupo de cuatro estrellas en Eridanus: γ , π , δ y ε (10º-13º en la lista de Ptolomeo). ε es el más occidental de estos, y por lo tanto el primero de los cuatro en el aparente movimiento diario del cielo de este a oeste. Los estudiosos modernos del catálogo de Ptolomeo designan su entrada como "P 784" (en orden de aparición) y "Eri 13" . Ptolomeo describió la magnitud de la estrella como 3. [37] [38]
Epsilon Eridani se incluyó en varios catálogos de estrellas de medievales islámicos tratados astronómicos, que se basaban en el catálogo de Ptolomeo: en Al-Sufi 's Libro de las estrellas fijas , publicado en 964, Al-Biruni ' s Masud Canon , publicado en 1030, y Ulugh pide 's Zij-i Sultani , publicado en la estimación de la magnitud de Epsilon Eridani de 1437. al-Sufi fue 3. al-Biruni cita magnitudes de Ptolomeo y al-Sufi (por Epsilon Eridani que cita el valor 4 para ambos Ptolomeo y al -Las magnitudes de Sufi; los valores originales de ambas magnitudes son 3). Su número en orden de aparición es 786. [39]Ulugh Beg realizó nuevas mediciones de las coordenadas de Epsilon Eridani en su observatorio en Samarcanda , y cita magnitudes de Al-Sufi (3 para Epsilon Eridani). Las designaciones modernas de su entrada en el catálogo de Ulugh Beg son "U 781" y "Eri 13" (esta última es la misma que la designación del catálogo de Ptolomeo). [37] [38]
En 1598, Epsilon Eridani fue incluido en el catálogo de estrellas de Tycho Brahe , republicado en 1627 por Johannes Kepler como parte de sus Tablas Rudolphine . Este catálogo se basó en las observaciones de Tycho Brahe de 1577-1597, incluidas las de la isla de Hven en sus observatorios de Uraniborg y Stjerneborg . El número de secuencia de Epsilon Eridani en la constelación Eridanus fue 10, y fue designado Quae omnes quatuor antecedit , latín para el cual precede a los cuatro; el significado es el mismo que la descripción de Ptolomeo. Brahe le asignó magnitud 3. [37] [40]
La designación Bayer de Epsilon Eridani se estableció en 1603 como parte de la Uranometria , un catálogo estelar producido por el cartógrafo celeste alemán Johann Bayer . Su catálogo asignaba letras del alfabeto griego a grupos de estrellas que pertenecían a la misma clase de magnitud visual en cada constelación, comenzando con alfa (α) para una estrella en la clase más brillante. Bayer no intentó organizar las estrellas por el brillo relativo dentro de cada clase. Por lo tanto, aunque Epsilon es la quinta letra del alfabeto griego, [41] la estrella es la décima más brillante en Eridanus . [42]Además de la letra ε, Bayer le había dado el número 13 (el mismo que el número de catálogo de Ptolomeo, ya que eran muchos de los números de Bayer) y lo describió como Decima septima , latín para el decimoséptimo. [nota 2] Bayer asignó Epsilon Eridani magnitud 3. [43]
En 1690, Epsilon Eridani fue incluido en el catálogo estelar de Johannes Hevelius . Su número de secuencia en la constelación Eridanus fue 14, su designación fue Tertia ( la tercera ), y se le asignó magnitud 3 o 4 (las fuentes difieren). [37] [44] El catálogo de estrellas del astrónomo inglés John Flamsteed , publicado en 1712, le dio a Epsilon Eridani la designación Flamsteed de 18 Eridani, porque era la decimoctava estrella catalogada en la constelación de Eridanus por orden de creciente ascensión recta . [4] En 1818 Epsilon Eridani fue incluido en el catálogo de Friedrich Bessel , basado enObservaciones de James Bradley de 1750–1762, y en magnitud 4. [45] También apareció en el catálogo de Nicolas Louis de Lacaille de 398 estrellas principales, cuya versión de 307 estrellas fue publicada en 1755 en Ephémérides des Mouvemens Célestes, pour dix années, 1755–1765 , [46] y cuya versión completa se publicó en 1757 en Astronomiæ Fundamenta , París . [47] En su edición de 1831 de Francis Baily , Epsilon Eridani tiene el número 50. [48] Lacaille le asignó la magnitud 3. [46] [47] [48]
En 1801, Epsilon Eridani fue incluido en el catálogo de Histoire Céleste Française , Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande , de aproximadamente 50,000 estrellas, basado en sus observaciones de 1791-1800, en el que las observaciones se organizan en orden de tiempo. Contiene tres observaciones de Epsilon Eridani. [nota 3] [49] En 1847, Francis Baily publicó una nueva edición del catálogo de Lalande, que contenía la mayoría de sus observaciones, en las que las estrellas estaban numeradas en orden de ascensión recta . Debido a que cada observación de cada estrella estaba numerada y Epsilon Eridani se observó tres veces, obtuvo tres números: 6581, 6582 y 6583. [50] (Hoy en día, los números de este catálogo se usan con el prefijo "Lalande" o "Lal".[51] ) Lalande asignó a Epsilon Eridani magnitud 3. [49] [50] También en 1801 se incluyó en el catálogo de Johann Bode , en el que unas 17,000 estrellas se agruparon en 102 constelaciones y se numeraron (Epsilon Eridani obtuvo el número 159 en la constelación de Eridanus). El catálogo de Bode se basó en observaciones de varios astrónomos, incluido el propio Bode, pero principalmente en los de Lalande y Lacaille (para el cielo del sur). Bode asignó a Epsilon Eridani magnitud 3. [52] En 1814 Giuseppe Piazzipublicó la segunda edición de su catálogo de estrellas (su primera edición se publicó en 1803), basada en observaciones durante 1792-1813, en las que se agruparon más de 7000 estrellas en 24 horas (0-23). Epsilon Eridani es el número 89 en la hora 3. Piazzi le asignó la magnitud 4. [53] En 1918, Epsilon Eridani apareció en el Catálogo Henry Draper con la designación HD 22049 y una clasificación espectral preliminar de K0. [54]
Detección de proximidad [ editar ]
Basado en observaciones entre 1800 y 1880, se descubrió que Epsilon Eridani tenía un gran movimiento apropiado a través de la esfera celestial , que se estimó en tres segundos de arco por año ( velocidad angular ). [55] Este movimiento implicaba que estaba relativamente cerca del Sol, [56] convirtiéndolo en una estrella de interés con el fin de realizar mediciones de paralaje estelar . Este proceso implica registrar la posición de Epsilon Eridani a medida que la Tierra se mueve alrededor del Sol, lo que permite estimar la distancia de una estrella. [55] De 1881 a 1883, el astrónomo estadounidense William L. Elkin usó un heliómetro en elObservatorio Real en el Cabo de Buena Esperanza , Sudáfrica, para comparar la posición de Epsilon Eridani con dos estrellas cercanas. A partir de estas observaciones, se calculó un paralaje de 0,14 ± 0,02 segundos de arco . [57] [58] Para 1917, los observadores habían refinado su estimación de paralaje a 0.317 segundos de arco. [59] El valor moderno de 0.3109 segundos de arco es equivalente a una distancia de aproximadamente 10.50 años luz (3.22 pc). [1]
Descubrimientos circunestelares [ editar ]
Basado en cambios aparentes en la posición de Epsilon Eridani entre 1938 y 1972, Peter van de Kamp propuso que un compañero invisible con un período orbital de 25 años estaba causando perturbaciones gravitacionales en su posición. [60] Esta afirmación fue refutada en 1993 por Wulff-Dieter Heintz y la falsa detección se atribuyó a un error sistemático en las placas fotográficas . [61]
Lanzado en 1983, el telescopio espacial IRAS detectó emisiones infrarrojas de estrellas cercanas al Sol, [62] incluyendo un exceso de emisión infrarroja de Epsilon Eridani. [63] Las observaciones indicaron que un disco de polvo cósmico de grano fino orbitaba la estrella; [63] este disco de escombros ha sido ampliamente estudiado desde entonces. La evidencia de un sistema planetario fue descubierta en 1998 por la observación de asimetrías en este anillo de polvo. El agrupamiento en la distribución del polvo podría explicarse por las interacciones gravitacionales con un planeta que orbita justo dentro del anillo de polvo. [64]
En 1987, Bruce Campbell, Gordon Walker y Stephenson Yang anunciaron la detección de un objeto planetario en órbita. [65] [66] De 1980 a 2000, un equipo de astrónomos dirigido por Artie P. Hatzes realizó observaciones de velocidad radial de Epsilon Eridani, midiendo el desplazamiento Doppler de la estrella a lo largo de la línea de visión . Encontraron evidencia de un planeta en órbita alrededor de la estrella con un período de aproximadamente siete años. [22] Aunque hay un alto nivel de ruido en los datos de velocidad radial debido a la actividad magnética en su fotosfera , [67] se espera que cualquier periodicidad causada por esta actividad magnética muestre una fuerte correlación con las variaciones enlíneas de emisión de calcio ionizado (las líneas Ca II H y K ). Como no se encontró dicha correlación, se consideró que un compañero planetario era la causa más probable. [68] Este descubrimiento fue apoyado por mediciones astrométricas de Epsilon Eridani realizadas entre 2001 y 2003 con el Telescopio Espacial Hubble , que mostraron evidencia de perturbación gravitacional de Epsilon Eridani por un planeta. [8]
La astrofísica Alice C. Quillen y su alumno Stephen Thorndike realizaron simulaciones por computadora de la estructura del disco de polvo alrededor de Epsilon Eridani. Su modelo sugería que el agrupamiento de las partículas de polvo podría explicarse por la presencia de un segundo planeta en una órbita excéntrica, que anunciaron en 2002. [69]
SETI y exploración propuesta [ editar ]
En 1960, los físicos Philip Morrison y Giuseppe Cocconi propusieron que las civilizaciones extraterrestres podrían estar utilizando señales de radio para la comunicación. [70] El Proyecto Ozma , dirigido por el astrónomo Frank Drake , utilizó el telescopio Tatel para buscar tales señales de las cercanas estrellas similares al Sol Epsilon Eridani y Tau Ceti . Los sistemas se observaron a la frecuencia de emisión de hidrógeno neutro , 1.420 MHz (21 cm). No se detectaron señales de origen extraterrestre inteligente. [71] Drake repitió el experimento en 2010, con el mismo resultado negativo. [70]A pesar de esta falta de éxito, Epsilon Eridani se abrió paso en la literatura de ciencia ficción y los programas de televisión durante muchos años después de las noticias del experimento inicial de Drake. [72]
En Habitables Planetas para el Hombre , un estudio de 1964 RAND Corporation realizado por el científico espacial Stephen H. Dole, la probabilidad de que un planeta habitable esté en órbita alrededor de Epsilon Eridani se estimó en 3.3%. Entre las estrellas cercanas conocidas, figuraba en la lista de las 14 estrellas que se creía que tenían un planeta habitable. [73]
William I. McLaughlin propuso una nueva estrategia en la búsqueda de inteligencia extraterrestre ( SETI ) en 1977. Sugirió que los extraterrestres inteligentes podrían utilizar eventos ampliamente observables como las explosiones de nova para sincronizar la transmisión y recepción de sus señales. Esta idea fue probada por el Observatorio Nacional de Radioastronomía en 1988, que utilizó explosiones de Nova Cygni 1975 como temporizador. Quince días de observación no mostraron señales de radio anómalas procedentes de Epsilon Eridani. [74]
Debido a la proximidad y propiedades similares al Sol de Epsilon Eridani, en 1985 el físico y autor Robert L. Forward consideró el sistema como un objetivo plausible para el viaje interestelar . [75] Al año siguiente, la Sociedad Interplanetaria Británica sugirió a Epsilon Eridani como uno de los objetivos en su estudio del Proyecto Daedalus . [76] El sistema ha seguido figurando entre los objetivos de tales propuestas, como el Proyecto Ícaro en 2011. [77]
Según su ubicación cercana, Epsilon Eridani fue una de las estrellas objetivo del Proyecto Phoenix , una encuesta de microondas realizada en 1995 para detectar señales de inteligencia extraterrestre. [78] El proyecto había verificado unas 800 estrellas en 2004, pero aún no había detectado ninguna señal. [79]
Propiedades [ editar ]
A una distancia de 10.50 ly (3.22 parsecs), Epsilon Eridani es la 13ra estrella conocida más cercana (y la novena estrella solitaria o sistema estelar más cercano ) al Sol a partir de 2014. [9] Su proximidad la convierte en una de las estrellas más estudiadas de su tipo espectral . [80] Epsilon Eridani se encuentra en la parte norte de la constelación de Eridanus, a unos 3 ° al este de la estrella un poco más brillante Delta Eridani . Con una declinación de −9.46 °, Epsilon Eridani puede verse desde gran parte de la superficie de la Tierra, en épocas adecuadas del año. Solo al norte de la latitud 80 ° N está permanentemente oculto debajo del horizonte. [81] La magnitud aparentede 3.73 puede dificultar la observación desde un área urbana a simple vista, porque los cielos nocturnos sobre las ciudades están oscurecidos por la contaminación lumínica . [82]
Epsilon Eridani tiene una masa estimada de 0,82 masas solares [10] [11] y un radio de 0,74 radios solares . [12] Brilla con una luminosidad de solo 0,34 luminosidades solares . [13] La temperatura efectiva estimada es de 5.084 K. [14] Con una clasificación estelar de K2 V, es la segunda estrella de secuencia principal de tipo K más cercana (después de Alpha Centauri B). [9] Desde 1943, el espectro de Epsilon Eridani ha servido como uno de los puntos de anclaje estables por el que se clasifican otras estrellas. [83] Su metalicidad, la fracción de elementos más pesados que el helio , es ligeramente más baja que la del Sol. [15] En la cromosfera de Epsilon Eridani , una región de la atmósfera exterior justo por encima de la fotosfera emisora de luz , la abundancia de hierro se estima en el 74% del valor del Sol. [15] La proporción de litio en la atmósfera es cinco veces menor que la del Sol. [84]
La clasificación de tipo K de Epsilon Eridani indica que el espectro tiene líneas de absorción relativamente débiles de la absorción por hidrógeno ( líneas Balmer ) pero líneas fuertes de átomos neutros y calcio ionizado individualmente (Ca II). La clase de luminosidad V (enana) se asigna a las estrellas que están experimentando fusión termonuclear de hidrógeno en su núcleo. Para una estrella de secuencia principal de tipo K, esta fusión está dominada por la reacción en cadena protón-protón , en la que una serie de reacciones combina efectivamente cuatro núcleos de hidrógeno para formar un núcleo de helio. La energía liberada por fusión se transporta hacia afuera desde el núcleo a través de la radiación., lo que resulta en un movimiento neto del plasma circundante. Fuera de esta región, en la envoltura, la energía se transporta a la fotosfera por convección de plasma , donde luego se irradia al espacio. [85]
Actividad magnética [ editar ]
Epsilon Eridani tiene un mayor nivel de actividad magnética que el Sol y, por lo tanto, las partes externas de su atmósfera (la cromosfera y la corona ) son más dinámicas. La intensidad promedio del campo magnético de Epsilon Eridani en toda la superficie es (1.65 ± 0.30) × 10 −2 tesla , [86] que es más de cuarenta veces mayor que la intensidad del campo magnético (5–40) × 10 −5 T en la fotosfera del sol. [87] Las propiedades magnéticas se pueden modelar suponiendo que las regiones con un flujo magnéticode aproximadamente 0.14 T cubren al azar aproximadamente el 9% de la fotosfera, mientras que el resto de la superficie está libre de campos magnéticos. [88] La actividad magnética general de Epsilon Eridani muestra coexistencia2.95 ± 0.03 y12.7 ± 0.3 años de ciclos de actividad. [84] Suponiendo que su radio no cambia durante estos intervalos, la variación a largo plazo en el nivel de actividad parece producir una variación de temperatura de 15 K, que corresponde a una variación en la magnitud visual (V) de 0.014. [89]
El campo magnético en la superficie de Epsilon Eridani causa variaciones en el comportamiento hidrodinámico de la fotosfera. Esto da como resultado una mayor fluctuación durante las mediciones de su velocidad radial . Se midieron variaciones de 15 ms −1 durante un período de 20 años, que es mucho mayor que la incertidumbre de medición de 3 ms −1 . Esto hace que la interpretación de las periodicidades en la velocidad radial de Epsilon Eridani, como las causadas por un planeta en órbita, sea más difícil. [67]
Epsilon Eridani se clasifica como una variable BY Draconis porque tiene regiones de mayor actividad magnética que se mueven dentro y fuera de la línea de visión a medida que gira. [6] La medición de esta modulación rotacional sugiere que su región ecuatorial gira con un período promedio de 11.2 días, [16] que es menos de la mitad del período de rotación del Sol. Las observaciones han demostrado que Epsilon Eridani varía tanto como 0.050 en magnitud V debido a las estrellas y otras actividades magnéticas a corto plazo. [90] La fotometría también ha demostrado que la superficie de Epsilon Eridani, como el Sol, está experimentando una rotación diferenciales decir, el período de rotación en el ecuador difiere del de alta latitud . Los períodos medidos varían de 10.8 a 12.3 días. [89] [nota 4] La inclinación axial de Epsilon Eridani hacia la línea de visión desde la Tierra es muy incierta: las estimaciones oscilan entre 24 ° y 72 °. [dieciséis]
Los altos niveles de actividad cromosférica, el fuerte campo magnético y la velocidad de rotación relativamente rápida de Epsilon Eridani son característicos de una estrella joven. [91] La mayoría de las estimaciones de la edad de Epsilon Eridani lo ubican en el rango de 200 millones a 800 millones de años. [19] La baja abundancia de elementos pesados en la cromosfera de Epsilon Eridani generalmente indica una estrella más antigua, porque el medio interestelar (del que se forman las estrellas) se enriquece constantemente con elementos más pesados producidos por generaciones más antiguas de estrellas. [92] Esta anomalía podría ser causada por un proceso de difusión que ha transportado algunos de los elementos más pesados fuera de la fotosfera hacia una región debajo de la zona de convección de Epsilon Eridani.. [93]
La luminosidad de rayos X de Epsilon Eridani es de aproximadamente 2 × 10 28 ergs / s ( 2 × 10 21 W ). Es más luminoso en rayos X que el Sol en la actividad máxima . La fuente de esta fuerte emisión de rayos X es la corona caliente de Epsilon Eridani. [94] [95] La corona de Epsilon Eridani parece más grande y más caliente que la del Sol, con una temperatura de 3.4 × 10 6 K , medida a partir de la observación de la emisión ultravioleta y de rayos X de la corona. [96]
El viento estelar emitido por Epsilon Eridani se expande hasta que colisiona con el medio interestelar circundante de gas y polvo difusos, dando como resultado una burbuja de gas de hidrógeno calentado (una astrosfera , el equivalente de la heliosfera que rodea al Sol). El espectro de absorción de este gas se ha medido con el telescopio espacial Hubble , lo que permite estimar las propiedades del viento estelar. [96] La corona caliente de Epsilon Eridani da como resultado una tasa de pérdida de masa en el viento estelar de Epsilon Eridani que es 30 veces más alta que la del Sol. Este viento estelar genera la astrosfera que se extiende alrededor de 8,000 au (0.039 pc) y contiene un arco de choqueeso yace 1,600 au (0.0078 pc) de Epsilon Eridani. A su distancia estimada de la Tierra, esta astrosfera abarca 42 minutos de arco, que es más ancho que el tamaño aparente de la Luna llena.
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