Cinemática [ editar ]
En 1717, Edmond Halley descubrió el movimiento apropiado de las presuntas estrellas "fijas" hasta ahora [47] después de comparar las mediciones astrométricas contemporáneas con las del siglo II d. C. dadas en el Almagesto de Ptolomeo . Se observó que las brillantes estrellas Aldebarán , Arcturo y Sirio se movieron significativamente; Sirius había progresado unos 30 minutos de arco (aproximadamente el diámetro de la Luna) hacia el suroeste. [48]
En 1868, Sirio se convirtió en la primera estrella en medir su velocidad, el comienzo del estudio de las velocidades radiales celestes . Sir William Huggins examinó el espectro de la estrella y observó un cambio rojo . Llegó a la conclusión de que Sirius se alejaba del Sistema Solar a unos 40 km / s. [49] [50] En comparación con el valor moderno de −5.5 km / s, esto fue una sobreestimación y tenía el signo equivocado; el signo menos (-) significa que se está acercando al Sol. Es posible que Huggins no haya tenido en cuenta la velocidad orbital de la Tierra, lo que causaría un error de hasta 30 km / s.
Distancia [ editar ]
En su libro de 1698, Cosmotheoros , Christiaan Huygens estimó la distancia a Sirio en 27664 veces la distancia de la Tierra al Sol (aproximadamente 0.437 años luz, lo que se traduce en una paralaje de aproximadamente 7.5 segundos de arco). [51] Hubo varios intentos fallidos de medir la paralaje de Sirio: por Jacques Cassini (6 segundos); por algunos astrónomos (incluido Nevil Maskelyne ) [52] utilizando las observaciones de Lacaille realizadas en el Cabo de Buena Esperanza (4 segundos); por Piazzi (la misma cantidad); utilizando las observaciones de Lacaille hechas enParís , más numerosa y segura que las realizadas en el Cabo (sin paralaje sensible); por Bessel (sin paralaje sensible). [53]
El astrónomo escocés Thomas Henderson utilizó sus observaciones realizadas en 1832-1833 y las del astrónomo sudafricano Thomas Maclear en 1836-1837, para determinar que el valor del paralaje era de 0,23 segundos de arco , y se estimó que el error del paralaje no superaba un cuarto de segundo, o como Henderson escribió en 1839, "En general, podemos concluir que la paralaje de Sirius no es mayor que medio segundo en el espacio, y que probablemente sea mucho menor". [54] Los astrónomos adoptaron un valor de 0,25 segundos de arco durante gran parte del siglo XIX. [55] Ahora se sabe que tiene una paralaje de 0.3792 ± 0.0016 segundos de arco y, por lo tanto, una distancia de 1 / 0.3792 ≅ 2.637 parsecs, mostrando que la medida de Henderson es precisa.
Descubrimiento de Sirio B [ editar ]
En 1844, el astrónomo alemán Friedrich Bessel dedujo de los cambios en el movimiento apropiado de Sirius que tenía un compañero invisible. [56] El 31 de enero de 1862, el astrónomo y fabricante de telescopios estadounidense Alvan Graham Clark observó por primera vez al débil compañero, que ahora se llama Sirio B, o cariñosamente "el cachorro". [57] Esto sucedió durante la prueba de un gran telescopio refractor de apertura de 18.5 pulgadas (470 mm) para el Observatorio Dearborn , que era la lente de telescopio refractor más grande que existía en ese momento, y el telescopio más grande de los Estados Unidos. [58] El avistamiento de Sirio B se confirmó el 8 de marzo con telescopios más pequeños. [59]
La estrella visible ahora se conoce a veces como Sirio A. Desde 1894, se han observado algunas irregularidades orbitales aparentes en el sistema Sirio, lo que sugiere una tercera estrella compañera muy pequeña, pero esto nunca se ha confirmado. El mejor ajuste a los datos indica una órbita de seis años alrededor de Sirio A y una masa de 0.06 M ☉ . Esta estrella sería de cinco a diez magnitudes más tenues que la enana blanca Sirio B, lo que dificultaría su observación. [60] Las observaciones publicadas en 2008 no pudieron detectar una tercera estrella o un planeta. Una aparente "tercera estrella" observada en la década de 1920 ahora se cree que es un objeto de fondo. [61]
En 1915, Walter Sydney Adams , utilizando un reflector de 60 pulgadas (1,5 m) en el Observatorio Mount Wilson , observó el espectro de Sirio B y determinó que era una tenue estrella blanquecina. [62] Esto llevó a los astrónomos a concluir que era una enana blanca, la segunda en ser descubierta. [63] El diámetro de Sirio A fue medido por primera vez por Robert Hanbury Brown y Richard Q. Twiss en 1959 en el Banco Jodrell utilizando su interferómetro de intensidad estelar . [64] En 2005, utilizando el telescopio espacial Hubble, los astrónomos determinaron que Sirio B tiene casi el diámetro de la Tierra, 12,000 kilómetros (7,500 millas), con una masa del 102% de la del Sol. [sesenta y cinco]
Controversia del color [ editar ]
Alrededor del año 150 EC, el astrónomo griego de la época romana, Claudio Ptolomeo , describió a Sirio como rojizo, junto con otras cinco estrellas, Betelgeuse , Antares , Aldebarán , Arcturus y Pólux , todas de color naranja o rojo. [66] La discrepancia fue notada por primera vez por el astrónomo aficionado Thomas Barker , escudero de Lyndon Hall en Rutland , quien preparó un documento y habló en una reunión de la Royal Society en Londres en 1760. [67]La existencia de otras estrellas que cambian de brillo dio credibilidad a la idea de que algunas también pueden cambiar de color; Sir John Herschel notó esto en 1839, posiblemente influenciado por presenciar Eta Carinae dos años antes. [68] Thomas Jefferson Jackson Vea la discusión resucitada sobre Sirius rojo con la publicación de varios documentos en 1892 y un resumen final en 1926. [69] Citó no solo a Ptolomeo sino también al poeta Aratus , al orador Cicero y al general Germanico como llamando a la estrella roja, aunque reconociendo que ninguno de los últimos tres autores fueron astrónomos, los dos últimos simplemente tradujeron el poema de Aratus Phaenomena .[70] Séneca había descrito a Sirius como de un rojo más profundo que Marte . [71] No todos los observadores antiguos vieron a Sirius como rojo. El poeta del siglo primero Marcus Manilius lo describió como "azul marino", como lo hizo el siglo IV Avienus . [72] Era la estrella blanca estándar en la antigua China, y múltiples registros desde el siglo II a. C. hasta el siglo VII d. C. todos describen a Sirio como blanco. [73] [74]
En 1985, los astrónomos alemanes Wolfhard Schlosser y Werner Bergmann publicaron un relato de un manuscrito lombardo del siglo VIII , que contiene la proporción De cursu stellarum de San Gregorio de Tours . El texto en latín enseñó a los lectores cómo determinar los tiempos de las oraciones nocturnas desde las posiciones de las estrellas, y Sirius se describe dentro como rubeola - "rojizo". Los autores propusieron que esto era una prueba más de que Sirio B había sido un gigante rojo en ese momento. [75] Otros estudiosos respondieron que era probable que San Gregorio se hubiera referido a Arcturus . [76] [77]
Los astrónomos han rechazado la posibilidad de que la evolución estelar de Sirio A o Sirio B sea responsable de esta discrepancia, debido a que la escala de tiempo de miles de años es demasiado corta y que no hay signos de la nebulosidad en el sistema. se esperaría que tal cambio hubiera tenido lugar. [71] Una interacción con una tercera estrella, hasta la fecha sin descubrir, también se ha propuesto como una posibilidad para una apariencia roja. [78] Las explicaciones alternativas son que la descripción como rojo es una metáfora poética de la mala fortuna o que los destellos dramáticosde la estrella al levantarse dejó al espectador con la impresión de que era rojo. A simple vista, a menudo parece estar parpadeando con tonos rojos, blancos y azules cuando se encuentra cerca del horizonte. [71]
Observación [ editar ]
Con una magnitud aparente de -1,46, Sirius es la estrella más brillante del cielo nocturno , casi el doble de brillante que la segunda estrella más brillante, Canopus . [79] Desde la Tierra , Sirio siempre parece más tenue que Júpiter y Venus , así como Mercurio y Marte en ciertos momentos. [80] Sirius es visible desde casi cualquier lugar de la Tierra, excepto latitudes al norte de 73 ° N , y no se eleva muy alto cuando se ve desde algunas ciudades del norte (alcanzando solo 13 ° sobre el horizonte desde San Petersburgo ). [81] Debido a sudeclinación de aproximadamente −17 °, Sirio es una estrella circumpolar de latitudes al sur de 73 ° S. Desde el hemisferio sur a principios de julio, se puede ver a Sirio tanto en la tarde donde se pone después del Sol como en la mañana donde sale antes el sol. [82]
Sirius, junto con Procyon y Betelgeuse , forma uno de los tres vértices del Triángulo de Invierno para los observadores del hemisferio norte . [83]
Debido a la precesión (y un ligero movimiento adecuado ), Sirius se moverá más al sur en el futuro. A partir del año 9000, Sirius ya no será visible desde el norte y centro de Europa, y en 14,000 su declinación será de −67 ° y, por lo tanto, será circumpolar en toda Sudáfrica y en la mayor parte de Australia.
Sirius se puede observar a la luz del día a simple vista en las condiciones adecuadas. Idealmente, el cielo debería estar muy despejado, con el observador a gran altitud, la estrella pasando por encima y el Sol en el horizonte. [84] Estas condiciones de observación se cumplen más fácilmente en el hemisferio sur, debido a la declinación sur de Sirio.
El movimiento orbital del sistema binario Sirius lleva a las dos estrellas a una separación angular mínima de 3 segundos de arco y un máximo de 11 segundos de arco. En el enfoque más cercano, es un desafío de observación distinguir a la enana blanca de su compañera más luminosa, que requiere un telescopio con al menos 300 mm (12 pulgadas) de apertura y excelentes condiciones de visión. Se produjo un periastrón en 1994 [c] y desde entonces la pareja se ha estado separando, lo que facilita su separación con un telescopio. [85]
A una distancia de 2.6 parsecs (8.6 ly), el sistema Sirius contiene dos de las ocho estrellas más cercanas al Sol, y es el quinto sistema estelar más cercano al Sol. [86] Esta proximidad es la razón principal de su brillo, al igual que con otras estrellas cercanas como Alpha Centauri y en contraste con supergigantes distantes y altamente luminosas como Canopus, Rigel o Betelgeuse. [87] Todavía es alrededor de 25 veces más luminoso que el Sol. [12] La estrella vecina grande más cercana a Sirio es Procyon, a 1,61 parsecs (5,24 ly) de distancia. [88] La nave espacial Voyager 2 , lanzada en 1977 para estudiar los cuatro planetas gigantesen el Sistema Solar, se espera que pase dentro de 4.3 años luz (1.3 pc) de Sirius en aproximadamente 296,000 años. [89]
Sistema estelar [ editar ]
Sirio es un sistema estelar binario que consta de dos estrellas blancas que orbitan entre sí con una separación de aproximadamente 20 UA [d] (aproximadamente la distancia entre el Sol y Urano ) y un período de 50,1 años. El componente más brillante, denominado Sirius A, es una secuencia principal estrella de tipo espectral temprano A, con una temperatura superficial estimada de 9.940 K . [13] Su compañero, Sirio B, es una estrella que ya ha evolucionado fuera de la secuencia principal y se ha convertido en una enana blanca. Actualmente 10.000 veces menos luminoso en el espectro visual, Sirius B fue una vez el más masivo de los dos. [90]La antigüedad del sistema se estima en unos 230 millones de años. Al principio de su vida, se cree que fueron dos estrellas de color blanco azulado que orbitan entre sí en una órbita elíptica cada 9.1 años. [90] El sistema emite un nivel de radiación infrarroja más alto de lo esperado , medido por el observatorio espacial IRAS . Esto podría ser una indicación de polvo en el sistema, que se considera algo inusual para una estrella binaria. [88] [91] La imagen del Observatorio de rayos X Chandra muestra a Sirius B eclipsando a su compañero como fuente de rayos X. [92]
En 2015, Vigan y sus colegas utilizaron el VLT Survey Telescope para buscar evidencia de compañeros subestelares, y pudieron descartar la presencia de planetas gigantes 11 veces más masivos que Júpiter a 0.5 UA de distancia de Sirio A, 6-7 veces la masa de Júpiter a 1–2 UA de distancia, y hasta alrededor de 4 veces la masa de Júpiter a 10 UA de distancia. [93]
Sirio A [ editar ]
Sirio A tiene una masa de 2 M ☉ . [11] [12] [94] El radio de esta estrella ha sido medido por un interferómetro astronómico , dando un diámetro angular estimado de 5.936 ± 0.016 mas . La velocidad de rotación proyectada es relativamente baja de 16 km / s, [15] lo que no produce ningún aplanamiento significativo de su disco. [95] Esto está en marcada variación con el Vega de tamaño similar , que gira a una velocidad mucho más rápida de 274 km / sy sobresale prominentemente alrededor de su ecuador. [96] Se ha detectado un campo magnético débil en la superficie de Sirio A. [97]
Los modelos estelares sugieren que la estrella se formó durante el colapso de una nube molecular y que, después de 10 millones de años, su generación de energía interna se derivó por completo de reacciones nucleares. El núcleo se volvió convectivo y utilizó el ciclo CNO para la generación de energía. [95] Se predice que Sirio A habrá agotado por completo el depósito de hidrógeno en su núcleo dentro de mil millones (10 9 ) años de su formación. En este punto, pasará por una etapa gigante roja , luego se asentará para convertirse en una enana blanca.
Sirio A está clasificado como una estrella Am porque el espectro muestra profundas líneas de absorción metálica , [98] lo que indica una mejora en elementos más pesados que el helio, como el hierro. [88] [95] El tipo espectral se ha informado como A0mA1 Va, lo que indica que se clasificaría como A1 de las líneas de hidrógeno y helio, pero A0 de las líneas metálicas que hacen que se agrupe con las estrellas Am. [7] En comparación con el Sol, la proporción de hierro en la atmósfera de Sirio A en relación con el hidrógeno viene dada por, [14] lo que significa que el hierro es 316% más abundante que en la atmósfera del Sol. Es poco probable que el alto contenido de superficie de los elementos metálicos sea cierto para toda la estrella; más bien el pico de hierro y los metales pesados son levitados radiantemente hacia la superficie. [95]
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Sirio B [ editar ]
Sirio B es una de las enanas blancas más masivas conocidas. Con una masa de 1.02 M ☉ , es casi el doble del promedio de 0.5–0.6 M ☉ . Esta masa está empaquetada en un volumen aproximadamente igual al de la Tierra. [65] La temperatura actual de la superficie es de 25.200 K. [12] Debido a que no hay una fuente de calor interna, Sirius B se enfriará constantemente a medida que el calor restante se irradia al espacio durante más de dos mil millones de años. [99]
Una enana blanca se forma después de que una estrella ha evolucionado a partir de la secuencia principal y luego pasa a través de una etapa gigante roja . Esto ocurrió cuando Sirio B tenía menos de la mitad de su edad actual, hace unos 120 millones de años. La estrella original tenía un estimado de 5 M ☉ [12] y era una estrella de tipo B (aproximadamente B4-5) [100] [101] cuando todavía estaba en la secuencia principal. Mientras pasaba por el escenario gigante rojo, Sirio B pudo haber enriquecido la metalicidad de su compañero.
Esta estrella se compone principalmente de una mezcla de carbono y oxígeno que se generó por fusión de helio en la estrella progenitora. [12] Esto se superpone con una envoltura de elementos más ligeros, con los materiales segregados por masa debido a la alta gravedad de la superficie. [102] La atmósfera exterior de Sirio B es ahora hidrógeno casi puro —el elemento con la masa más baja— y no se ven otros elementos en su espectro. [103]
Aparente tercera estrella [ editar ]
Desde 1894, se han observado irregularidades en las órbitas de Sirio A y B con una periodicidad aparente de 6 a 6,4 años. Un estudio de 1995 concluyó que tal compañero probablemente existe, con una masa de aproximadamente 0.05 masas solares: una enana roja pequeña o una enana marrón grande , con una magnitud aparente de> 15 y menos de 3 segundos de arco de Sirio A. [60]
Observaciones astrométricas más recientes (y precisas) realizadas por el telescopio espacial Hubble descartaron por completo la existencia de dicho objeto. El estudio de 1995 predijo un movimiento astrométrico de aproximadamente 90 ms (0,09 segundos de arco), pero Hubble no pudo detectar ninguna anomalía de ubicación con una precisión de 5 ms (0,005 segundos de arco). Esto descartó cualquier objeto que orbitara Sirio A con más de 0.033 masas solares en órbita en 0.5 años, y 0.014 en 2 años. El estudio también fue capaz de descartar a cualquier compañero de Sirio B con más de 0.024 masas solares en órbita en 0.5 años, y 0.0095 en órbita en 1.8 años. Efectivamente, casi con seguridad no hay cuerpos adicionales en el sistema Sirius más grandes que una pequeña enana marrón o un exoplaneta grande. [104]
Membresía del grupo de estrellas [ editar ]
En 1909, Ejnar Hertzsprung fue el primero en sugerir que Sirius era miembro del Ursa Major Moving Group , según sus observaciones de los movimientos del sistema a través del cielo. El Grupo Ursa Major es un conjunto de 220 estrellas que comparten un movimiento común a través del espacio. Alguna vez fue miembro de un clúster abierto , pero desde entonces se ha desvinculado gravitacionalmente del clúster. [105] Los análisis en 2003 y 2005 encontraron que la membresía de Sirius en el grupo era cuestionable: el Grupo Ursa Major tiene una edad estimada de 500 ± 100 millones de años, mientras que Sirius, con una metalicidad similar a la del Sol, tiene una edad que es solo la mitad esto, haciéndolo demasiado joven para pertenecer al grupo. [12] [106] [107]En cambio, Sirius puede ser miembro del supercúmulo de Sirius propuesto, junto con otras estrellas dispersas como Beta Aurigae , Alpha Coronae Borealis , Beta Crateris , Beta Eridani y Beta Serpentis . [108] Este sería uno de los tres grandes grupos ubicados dentro de 500 años luz (150 pc) del Sol. Los otros dos son las Hyades y las Pléyades , y cada uno de estos grupos consta de cientos de estrellas.
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