Fomalhaut

Fomalhaut

α Picis Austrini
Zdjęcie Fomalhauta
Dane obserwacyjne (J2000)
Gwiazdozbiór	Ryba Południowa
Rektascensja	22h 57m 39,046s[1]
Deklinacja	−29° 37′ 20,05″[1]
Paralaksa (π)	0,12981 ± 0,00047[1]″
Odległość	25,126 ± 0,091 ly 7,704 ± 0,028 pc[a]
Wielkość obserwowana (pasmo V)	1,16[1]m
Rozmiar kątowy	0,212′[1]
Ruch własny (RA)	328,95 ± 0,50[1] mas/rok
Ruch własny (DEC)	−164,67 ± 0,35[1] mas/rok
Prędkość radialna	6,50 ± 0,50[1] km/s
Charakterystyka fizyczna
Rodzaj gwiazdy	gwiazda ciągu głównego
Typ widmowy	A3 Va[2]
Masa	1,92 ± 0,02 M☉[2]
Promień	1,842 ± 0,019 R☉[2]
Metaliczność [Fe/H]	0,20[3]
Wielkość absolutna	1,74[3]m
Jasność	16,63 ± 0,48[2] L☉
Okres obrotu	<1 d[4]
Prędkość obrotu	102[4] km/s
Wiek	440 ± 40 milionów lat[2]
Temperatura	8590 ± 73[5] K
Charakterystyka orbitalna
Krąży wokół	Centrum Galaktyki
Półoś wielka	7892 pc[3]
Mimośród	0,0730[3]
Alternatywne oznaczenia
Oznaczenie Flamsteeda: 24 Piscis Austrini 2MASS: J22573901-2937193 Cordoba Durchmusterung: CD −30 19370 Fundamentalny katalog gwiazd: FK5 876 Boss General Catalogue: GC 32000 Katalog Gliesego: GJ 881 Katalog Henry’ego Drapera: HD 216956 Katalog Hipparcosa: HIP 113368 Katalog jasnych gwiazd: HR 8728 SAO Star Catalog: SAO 191524 CPD −30 6685, GCTP 5565.00, LTT 9292

Fomalhaut (Alfa Piscis Austrini, α PsA) – najjaśniejsza gwiazda w konstelacji Ryby Południowej i jednocześnie jedna z najjaśniejszych gwiazd półkuli południowej. Jest osiemnastą co do jasności gwiazdą na nocnym niebie^[6]. Od Słońca dzieli ją 25 lat świetlnych. Krąży wokół niej dysk pyłowy; zaobserwowano także obiekt, który mógł być planetą, jednak w toku dalszych obserwacji uznano go raczej za pozostałość po kolizji mniejszych ciał.

Nazwa

Tradycyjna nazwa gwiazdy wywodzi się z języka arabskiego i jest znana co najmniej od 1340 roku. Wyrażenie ‏فم الحوت‎ fum al-ħūt, oznacza „paszczę wieloryba” lub „rybie usta”^[4][7][8]. Nazwa ta była zapisywana na ponad 30 różnych sposobów^[9]; w 2015 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna formalnie zatwierdziła formę „Fomalhaut”^[9]. Arabowie przed przyjęciem greckich konstelacji Ptolemeusza znali ją także pod nazwami ‏الضفدع الأول‎ Al Difdiʽ al Awwal, „Pierwsza Żaba” oraz ‏ضليم‎ Ṭhalīm, „Struś”^[8] – Fomalhaut i Achernar były parą strusi^[10].

Gwiazda nosi oznaczenie Bayera Alfa Piscis Austrini. John Flamsteed nadał jej podwójne oznaczenie: 24 Piscis Austrini oraz 79 Aquarii, wzorem Ptolemeusza, który także zaliczył ją i do Ryby Południowej, i do Wodnika^[8].

Dla Chińczyków Fomalhaut był „bramą do obozu cesarskich strażników” (chiń. 北落師門; pinyin Běiluò shīmén)^[10].

Charakterystyka obserwacyjna

Położenie w gwiazdozbiorze

Fomalhaut ma jasność widomą 1,16^m. Jest to gwiazda typu widmowego A3 Va^[2]. W Polsce widoczna doskonale na przełomie lata i jesieni, góruje o północy w okolicach 15 września. Na szerokości geograficznej Warszawy widoczna jest na wysokości około ośmiu stopni nad horyzontem^[7].

Około 4500 lat temu gwiazda była pomocna w wyznaczaniu dnia przesilenia zimowego^[7]. Ze względu na to około 3000 r. p.n.e. Persowie nazywali ją Hastorang i uznawali za królewską gwiazdę, jednego ze „strażników nieba”^[8].

Charakterystyka fizyczna

Jest to biała gwiazda ciągu głównego^[4]. Jej jasność jest około 17 razy większa niż jasność Słońca^[3], a temperatura efektywna to około 8590 K^[2]. Masa Fomalhauta to około 1,9 masy Słońca, a jego promień jest 1,8 razy większy niż promień Słońca^[2].

Dysk pyłowy

Dysk materii wokół Fomalhauta (HST)

(c) ALMA, CC BY 4.0

Zdjęcie dysku wokół gwiazdy Fomalhaut (ALMA)

W roku 1983 teleskop podczerwieni IRAS wykazał, że gwiazda jest źródłem większej niż oczekiwano ilości promieniowania podczerwonego. Dalsze obserwacje ujawniły, że podczerwień jest emitowana przez zimny dysk otaczający Fomalhauta, zbudowany z cząstek lodowego pyłu^[11]. W odległości około 140 au wokół Fomalhaut wykryto pierścień orbitującej materii (porównywalny do Pasa Kuipera wokół Słońca, choć znacznie rozleglejszy), którego ostre krawędzie wskazują, że prawdopodobnie jest utrzymywany przez dwie planety. Jedna z nich krąży po wewnętrznej, a druga po zewnętrznej stronie dysku. Obserwacje sieci radioteleskopów ALMA ukazują, że szerokość tego pierścienia jest równa 16 au, a jego grubość to jedna siódma szerokości. Jest on więc węższy i cieńszy niż wcześniej sądzono^[12].

Środek pierścienia jest przesunięty aż o 15 au względem położenia gwiazdy, co świadczy, że musi kształtować go oddziaływanie innego obiektu niż sam Fomalhaut^[13].

Według obserwacji teleskopu Herschel drobne ziarna pierścienia pyłowego są podobne do materii uwalnianej przez komety w Układzie Słonecznym. Aby utrzymać ten dysk wokół jasnej gwiazdy, której ciśnienie promieniowania jest w stanie skutecznie usuwać pył z otoczenia, musi być on stale zasilany materią. Potrzebne tempo wymaga całkowitego zniszczenia i rozbicia na drobiny pyłu dwóch dużych komet o średnicy 10 km, lub 2000 komet o średnicy 1 km, na dobę. Aby ten proces mógł zachodzić, w dysku musi być od 260 miliardów do 83 bilionów komet^[14][15].

Z powodu kształtu i koloru dysku pyłowego na zdjęciach z Teleskopu Hubble’a, został on skojarzony z „Okiem Saurona”, gdyż przypomina on godło Saurona i jego postać, którą przybrał w Trzeciej Erze Śródziemia (Władca Pierścieni J.R.R. Tolkiena)^[16][17].

Hipotetyczna planeta

Zdjęcie dysku pyłowego i domniemana planeta Fomalhaut b; obserwacje zreinterpretowano jako rozszerzającą się chmurę pyłu

Odkrycie pierwszej planety krążącej wokół tej gwiazdy, nazwanej Fomalhaut b (Dagon), ogłoszono w 2008 roku na podstawie zdjęć z teleskopu Hubble’a. Miała być pierwszą planetą pozasłoneczną odkrytą bezpośrednio poprzez obserwacje teleskopowe w świetle widzialnym^[18][19] – 4 lata wcześniej inny obiekt (2M1207b) odkryto na zdjęciach w podczerwieni^[20].

Początkowo oceniano, że planeta ma masę co najwyżej trzykrotnie wyższą niż masa Jowisza – z większą masą zniszczyłaby dysk pyłowy, a jej okres orbitalny oceniono na 872 lata^[18]. Przypuszczano, że jest to obiekt odpowiedzialny za utrzymywanie ostrej wewnętrznej krawędzi dysku i przesunięcie jego środka względem gwiazdy, jednak dalsze obserwacje sugerowały, że orbita planety jest zbyt ekscentryczna i przecina dysk pyłowy (przy założeniu, że leży w tej samej płaszczyźnie)^[20][21]. Postawiono hipotezę, że znaczna różnica między jasnością planety w zakresie widzialnym i podczerwonym może wynikać z obecności pierścieni lub obłoku pyłowego wokół planety, tworzonego w wyniku zderzeń w hipotetycznym systemie satelitów planety, a jej masa jest mniejsza niż masa Jowisza^[21].

W 2015 roku w wyniku konkursu zorganizowanego przez Międzynarodową Unię Astronomiczną tej planecie została nadana nazwa Dagon^[22]. Nawiązuje ona do tego, że ludy semickie zamieszkujące tereny dzisiejszej Syrii kojarzyły Rybę Południową z bogiem Dagonem^[8].

Obserwacje tego obiektu budziły jednak szereg wątpliwości; miał on nieoczekiwaną charakterystykę widmową: był jasny w świetle widzialnym, ale niedostrzegalny w podczerwieni. Obserwacje zmian jego położenia także były zaskakujące, sugerowały, że zamiast okrążać gwiazdę po eliptycznej orbicie, znajduje się na trajektorii ucieczkowej. Wreszcie obserwacje z 2014 roku ukazały, że obiekt zniknął. Te fakty sprawiły, że naukowcy zwątpili w jego planetarną naturę. Obecnie uważa się, że tzw. Fomalhaut b był w rzeczywistości rozszerzającą się w przestrzeni chmurą pyłu, pozostałością po kolizji dużych obiektów podobnych do komet, o średnicach rzędu 200 km^[23][24].

Gwiazda wielokrotna

Jeszcze w roku 1938 Willem Luyten, na podstawie pomiarów odległości i ruchów własnych gwiazd, postawił hipotezę, że Fomalhaut tworzy układ podwójny z gwiazdą TW Piscis Austrini^[25]. Współczesne pomiary potwierdziły, że gwiazdy te znajdują się w odległości 0,28 pc od siebie (0,91 roku świetlnego), zaś prędkość ich ruchu jest taka sama z dokładnością do 0,5 km/s^[2]. Mają też bardzo zbliżony wiek, około 400 mln lat. Jest to jedna z najszerszych znanych gwiazd podwójnych, odległość kątowa składników obserwowanych z Ziemi wynosi niecałe 2°. Jest to gwiazda zmienna typu BY Draconis o jasności zmieniającej się w zakresie od 6,44 do 6,49^m co około 10,3 dnia^[7][26].

W roku 2013 znaleziono trzeci składnik układu Fomalhaut, gwiazdę typu czerwonego karła o oznaczeniu LP 876-10^[27] o jasności zaledwie 12,6^m[7][28]. Podobnie jak w wypadku składnika B dowodem na przynależność gwiazdy do układu Fomalhaut jest fizyczna bliskość oraz zgodność prędkości ruchu i wieku. Gwiazda znajduje się w odległości 0,77 pc od Fomalhauta (odległość kątowa na sferze niebieskiej to 6°), jest to najszerszy znany układ wielokrotny gwiazd.

Fomalhaut w fikcji

Jako jasna i dość bliska Słońca gwiazda, Fomalhaut pojawia się w utworach z dziedziny fantastyki naukowej. Należą do nich:

• Powrót z gwiazd – powieść Stanisława Lema^[29],
• Świat Rocannona – powieść Ursuli K. Le Guin^[30],
• W ustach wieloryba – powieść Paula J. McAuleya^[31],
• Paszcza Wieloryba – mikropowieść Philipa K. Dicka^[32],
• cykl powieściowy Frontlines Marko Kloosa^[33].

Zobacz też

• lista gwiazd w gwiazdozbiorze Ryby Południowej
• lista najbliższych jasnych gwiazd
• lista najjaśniejszych gwiazd w poszczególnych gwiazdozbiorach

Uwagi

Przypisy

Linki zewnętrzne

• Fomalhaut (ang.). SolStation. [dostęp 2017-10-16].
• TW Piscis Austrini (ang.). SolStation. [dostęp 2017-10-16].