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Fomalhaut

Coordenadas : 22 h 57 m 39,1 s , −29° 37′ 20″ Fomalhaut ( Reino Unido : /ˈfɒməloʊt/, EE. UU.: /ˈfoʊməlhɔːt / [ 12 ] ) es la estrella más brillante de la constelación austral de ...

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Coordenadas : 22 h 57 m 39,1 s , −29° 37′ 20″Mapa del cielo

Fomalhaut ( Reino Unido : /ˈfɒməloʊt/, EE. UU.: /ˈfoʊməlhɔːt / [ 12 ] ) es la estrella más brillante de la constelación austral de Piscis Austrinus , el Pez Austral , y una de las estrellas más brillantes del cielo nocturno. Tiene la designación de Bayer Alpha Piscis Austrini , que es una forma alternativa de α Piscis Austrini , y se abrevia Alpha PsA o α PsA . Esta es una estrella de clase A en la secuencia principal, aproximadamente a 25 años luz (7,7 pc ) del Sol , según las mediciones del satélite astrométrico Hipparcos . [ 13 ] Desde 1943, el espectro de esta estrella ha servido como uno de los puntos de referencia estables para la clasificación de otras estrellas. [ 14 ]     

Se clasifica como una estrella tipo Vega que emite radiación infrarroja en exceso , [ 15 ] [ 16 ] lo que indica que está rodeada por un disco circunestelar . [ 17 ]

Junto con la estrella de secuencia principal de tipo K TW Piscis Austrini y la estrella enana roja LP 876-10 , Fomalhaut constituye un sistema estelar triple , aunque las compañeras están separadas por aproximadamente 8 grados. [ 18 ] [ 19 ]

Fomalhaut fue el primer sistema estelar con un candidato a planeta extrasolar fotografiado en longitudes de onda visibles, denominado Fomalhaut b . Sin embargo, análisis realizados en 2019 y 2023 a partir de observaciones existentes y nuevas indican que Fomalhaut  b no es un planeta, sino más bien una región en expansión de escombros provenientes de una colisión masiva de planetesimales. [ 20 ] [ 21 ] [ 16 ]

Nomenclatura

Fomalhaut es la estrella más brillante de la constelación de Piscis Austrinus (centro).

α  Piscis Austrini , o Alpha  Piscis Austrini , es la designación de Bayer para el sistema . También lleva la designación de Flamsteed de 24 Piscis Austrini . El astrónomo clásico Ptolomeo la incluyó en la constelación de Acuario , junto con el resto de Piscis Austrinus. En el siglo XVII, Johann Bayer la ubicó firmemente en la posición primaria de Piscis Austrinus. Siguiendo a Ptolomeo, John Flamsteed, en 1725, la denominó adicionalmente 79 Aquarii . La designación actual refleja el consenso moderno sobre la decisión de Bayer de que la estrella pertenece a Piscis Austrinus. [ 22 ] Según las reglas para nombrar objetos en sistemas estelares múltiples, los tres componentes —Fomalhaut, TW Piscis Austrini y LP 876-10— se designan A, B y C, respectivamente. [ 23 ]

El nombre tradicional de la estrella deriva del árabe científico فم الحوت fam al-ḥūt (al-janūbī) "la boca del pez [del sur]" (literalmente, "boca de la ballena"), una traducción de cómo la etiquetó Ptolomeo. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] Fam en árabe significa "boca", al "el", y ḥūt "pez" [ 27 ] o "ballena". [ 28 ] En 2016, la Unión Astronómica Internacional organizó un Grupo de Trabajo sobre Nombres de Estrellas (GTE) [ 29 ] para catalogar y estandarizar los nombres propios de las estrellas. El primer boletín del GTE de julio de 2016 [ 30 ] incluyó una tabla de los dos primeros lotes de nombres aprobados por el GTE, que incluía el nombre "Fomalhaut" para esta estrella.

En julio de 2014, la Unión Astronómica Internacional (IAU) lanzó NameExoWorlds , un proceso para dar nombres propios a ciertos exoplanetas. [ 31 ] El proceso implicó la nominación pública y la votación de los nuevos nombres. [ 32 ] En diciembre de 2015, la IAU anunció "Dagon" como el nombre ganador para Fomalhaut b. [ 33 ] El nombre ganador fue propuesto por Todd Vaccaro y remitido por el Planetario de la Universidad Estatal de St. Cloud de St. Cloud, Minnesota , Estados Unidos de América , a la IAU para su consideración. [ 34 ] Dagon era una deidad semítica , a menudo representada como mitad hombre, mitad pez. [ 35 ]

Observación

Imagen DSS de Fomalhaut, campo de visión de 2,7 × 2,9 grados. Crédito : NASA, ESA y Digitized Sky Survey 2. Agradecimiento: Davide De Martin (ESA/Hubble).
Anillo de polvo alrededor de Fomalhaut del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) [ 36 ]

Con una declinación de −29,6°, Fomalhaut se encuentra al sur del ecuador celeste , por lo que se observa mejor desde el hemisferio sur . Sin embargo, su declinación sur no es tan pronunciada como la de estrellas como Acrux , Alfa Centauri y Canopus , lo que significa que, a diferencia de ellas, Fomalhaut también es visible desde gran parte del hemisferio norte , siendo su mejor época para observarla en otoño. Su declinación es mayor que la de Sirio y similar a la de Antares . A 40°N, Fomalhaut se eleva sobre el horizonte durante ocho horas y alcanza solo 20° sobre el horizonte, mientras que Capella , que se eleva aproximadamente a la misma hora, permanece sobre el horizonte durante veinte horas. Fomalhaut se puede localizar en latitudes septentrionales porque el lado occidental (derecho) del Cuadrado de Pegaso apunta hacia ella. Continuando la línea desde Beta hasta Alpha Pegasi hacia el horizonte sur, Fomalhaut se encuentra aproximadamente a 45° al sur de Alpha Pegasi, sin estrellas brillantes entre ellas. [ 37 ]

Fomalhaut A

Fomalhaut es una estrella joven, que durante muchos años se pensó que tenía solo entre 100 y 300 millones de años, con una vida útil potencial de mil millones de años. [ 38 ] [ 39 ] Un estudio de 2012 dio una edad ligeramente mayor de440 ± 40  millones de años . [ 7 ] La temperatura superficial de la estrella es de alrededor de 8590 K (8320 °C ) . La masa de Fomalhaut es aproximadamente 1,92 veces la del Sol , su luminosidad es aproximadamente 16,6 veces mayor y su diámetro es aproximadamente 1,84 veces mayor. [ 7 ]  

Fomalhaut es ligeramente deficiente en metales en comparación con el Sol, lo que significa que está compuesto por un porcentaje menor de elementos distintos del hidrógeno y el helio. [ 8 ] La metalicidad se determina típicamente midiendo la abundancia de hierro en la fotosfera en relación con la abundancia de hidrógeno. Un estudio espectroscópico de 1997 midió un valor igual al 93% de la abundancia de hierro del Sol. [ 9 ] [ nb 1 ] Un segundo estudio de 1997 dedujo un valor del 78%, asumiendo que Fomalhaut tiene la misma metalicidad que la estrella vecina TW Piscis Austrini , que desde entonces se ha argumentado que es una compañera física. [ 7 ] [ 40 ] En 2004, un modelo de evolución estelar de Fomalhaut arrojó una metalicidad del 79%. [ 8 ] Finalmente, en 2008, una medición espectroscópica dio un valor significativamente menor del 46%. [ 10 ]

Se ha afirmado que Fomalhaut es una de las aproximadamente 16 estrellas que pertenecen al Grupo Móvil de Castor . Esta es una asociación de estrellas que comparten un movimiento común a través del espacio y se ha afirmado que están físicamente asociadas. Otros miembros de este grupo incluyen a Castor y Vega . El grupo móvil tiene una edad estimada de200 ± 100  millones de años y se originaron en la misma ubicación. [ 38 ] Trabajos más recientes han encontrado que los supuestos miembros del Grupo Móvil de Castor parecen no solo tener un amplio rango de edades, sino que sus velocidades son demasiado diferentes como para haber estado posiblemente asociados entre sí en el pasado distante. [ 18 ] Por lo tanto, la "pertenencia" a este grupo dinámico no tiene relación con la edad del sistema de Fomalhaut. [ 18 ]

Discos de escombros y planetas sospechosos

Imagen del cinturón de asteroides tomada por el Telescopio Espacial James Webb [ 41 ] con anotaciones de la NASA.
Esta imagen muestra las características del descubrimiento en el disco de escombros de Fomalhaut, captadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST), así como superposiciones de datos del Telescopio Espacial Hubble (HST) y del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
El disco de escombros alrededor de la estrella
Anillo de escombros alrededor de Fomalhaut que muestra la ubicación de Fomalhaut b —imagen tomada por el coronógrafo del Telescopio Espacial Hubble . (8 de enero de 2013; el norte está arriba, el este a la izquierda) ( NASA ).

Fomalhaut está rodeado por varios discos de escombros .

El disco interno es un disco de ceniza de grano pequeño (10–300 nm) con alto contenido de carbono  , agrupado a 0,1 UA de la estrella. A continuación se encuentra un disco de partículas más grandes, con el borde interno a 0,4–1 UA de la estrella. El disco más interno aún no tiene explicación. [ 17 ]

El disco más externo se encuentra a una distancia radial de 133 UA (1,99 × 10¹⁰ km ; 1,24 × 10¹⁰ mi ) , con forma toroidal y un borde interior muy afilado, todo inclinado 24 grados respecto al canto. [ 42 ] [ 43 ] El polvo se distribuye en un cinturón de aproximadamente 25 UA de ancho. El centro geométrico del disco está desplazado aproximadamente 15 UA (2,2 × 10⁹ km ; 1,4 × 10⁹ mi ) de Fomalhaut. [ 44 ] El disco a veces se denomina " cinturón de Kuiper de Fomalhaut ". Se cree que el disco polvoriento de Fomalhaut es protoplanetario , [ 45 ] y emite una considerable radiación infrarroja . Las mediciones de la rotación de Fomalhaut indican que el disco se encuentra en el plano ecuatorial de la estrella, como se espera de las teorías de formación de estrellas y planetas. [ 46 ]      

Las imágenes de Fomalhaut del Observatorio Espacial Herschel , analizadas en 2012, revelan que una gran cantidad de polvo esponjoso de tamaño micrométrico está presente en el cinturón de polvo exterior. Dado que se espera que dicho polvo sea expulsado del sistema por la presión de la radiación estelar en escalas de tiempo cortas, su presencia indica una reposición constante por colisiones de planetesimales. La morfología esponjosa de los granos sugiere un origen cometario. La tasa de colisión se estima en aproximadamente 2000 cometas de tamaño kilométrico por día. [ 47 ] Las observaciones de este anillo de polvo exterior por el Atacama Large Millimeter Array también sugirieron la posible existencia de dos planetas en el sistema. [ 48 ] Si hay planetas adicionales de 4 a 10 UA, deben tener menos de 20 M J ; si de 2,5 hacia afuera, entonces 20 M J. [ 49 ]  

El 13 de noviembre de 2008, los astrónomos anunciaron un candidato a planeta extrasolar , orbitando justo dentro del anillo de escombros exterior. Este fue el primer candidato a objeto orbital extrasolar en ser fotografiado directamente en luz visible, capturado por el Telescopio Espacial Hubble . [ 50 ] [ 51 ] La masa del tentativo planeta, Fomalhaut b , se estimó en menos de tres veces la masa de Júpiter , y al menos la masa de Neptuno . Sin embargo, las imágenes en banda M tomadas por el Observatorio MMT impusieron fuertes límites a la existencia de gigantes gaseosos dentro de 40 UA de la estrella, [ 52 ] y las imágenes del Telescopio Espacial Spitzer sugirieron que el objeto Fomalhaut b era más probablemente una nube de polvo. [ 53 ] Una síntesis posterior de 2019 de observaciones directas nuevas y existentes del objeto confirmó que se está expandiendo, perdiendo brillo, no tiene suficiente masa para perturbar de manera detectable el anillo exterior al cruzarlo, y probablemente sea una nube dispersa de escombros de una colisión de planetesimales masivos en una órbita hiperbólica destinada a abandonar el  sistema Fomalhaut A. [ 20 ] Otras observaciones de 2022 con el Telescopio Espacial James Webb en el infrarrojo medio no lograron resolver el objeto en el Rango de longitud de onda del filtro de banda ancha MIRI de 25,5 μm , según informó el mismo equipo, que es consistente con el resultado anterior. [ 16 ]

Los mismos datos de imágenes del JWST de 2022 descubrieron otra característica aparente en el disco exterior, denominada la "Gran Nube de Polvo". [ 16 ] Sin embargo, el análisis de otro equipo, que incluyó otros datos existentes, prefirió su interpretación como un objeto de fondo coincidente, no parte del anillo exterior. [ 54 ] Otro estudio de 2023 detectó 10 fuentes puntuales alrededor de Fomalhaut; todas menos una de ellas son objetos de fondo, incluida la "Gran Nube de Polvo", pero la naturaleza de esta última no está clara. Podría ser un objeto de fondo o un compañero planetario de Fomalhaut. [ 55 ]

En diciembre de 2025, se informó de otra colisión importante ocurrida en el sistema Fomalhaut, que se señaló que se parecía a la colisión de Fomalhaut b. [ 56 ]

Fomalhaut B (TW Piscis Austrini)

Fomalhaut forma una estrella binaria con la estrella de tipo K4 TW Piscis Austrini (TW PsA), que se encuentra a 0,28 pársecs (0,91 años luz) de Fomalhaut, y su velocidad espacial coincide con la de Fomalhaut dentro de0,1 ± 0,5  km/s , consistente con ser un compañero ligado. Una estimación de edad reciente para TW PsA (400 ± 70  millones de años ) concuerda muy bien con la edad isócrona de Fomalhaut (450 ± 40  millones de años ), lo que refuerza aún más la idea de que las dos estrellas forman un sistema binario físico. [ 7 ]

La designación TW Piscis Austrini es la nomenclatura astronómica para una estrella variable . Fomalhaut B es una estrella fulgurante del tipo conocido como variable BY Draconis . Su magnitud aparente varía ligeramente , oscilando entre 6,44 y 6,49 en un período de 10,3 días. Si bien es más pequeña que el Sol , es relativamente grande para una estrella fulgurante. La mayoría de las estrellas fulgurantes son enanas rojas de tipo M.

En 2019, un equipo de investigadores que analizaba la astrometría, las mediciones de velocidad radial y las imágenes de Fomalhaut B sugirió la existencia de un planeta que orbita la estrella con una masa de1,2 +0,7 −0,6 masas de Júpiter y un período orbital mal definido con una estimación aproximada centrada en torno a los 25 años. [ 58 ]

Fomalhaut C (LP 876-10)

LP 876-10 también está asociada con el sistema Fomalhaut, lo que la convierte en una estrella trinaria . En octubre de 2013, Eric Mamajek y colaboradores del consorcio RECONS anunciaron que la estrella de alto movimiento propio previamente conocida LP 876-10 tenía una distancia, velocidad y posición de color-magnitud consistentes con ser otro miembro del sistema Fomalhaut. [ 18 ] LP 876-10 fue catalogada originalmente como una estrella de alto movimiento propio por Willem Luyten en su catálogo NLTT de 1979 ; sin embargo, una paralaje trigonométrica precisa y una velocidad radial se midieron solo recientemente. LP 876-10 es una enana roja de tipo espectral M4V, y se encuentra aún más lejos de Fomalhaut A que TW PsA: a unos 5,7° de Fomalhaut A en el cielo, en la constelación vecina de Acuario , mientras que tanto Fomalhaut A como TW PsA se encuentran en la constelación de Piscis Austrinus . Su separación actual de Fomalhaut A es de aproximadamente 0,77 pársecs (2,5 años luz) , y actualmente se encuentra a 0,987 pársecs (3,22 años luz) de TW PsA (Fomalhaut B). LP 876-10 se encuentra dentro del radio de marea del sistema Fomalhaut, que es de 1,9 pársecs (6,2 años luz) . [ 18 ] Aunque LP 876-10 está catalogada como una estrella binaria en el Catálogo de Estrellas Dobles de Washington (llamada "WSI 138"), no había señales de una compañera estelar cercana en los datos de imágenes, espectrales o astrométricos del estudio de Mamajek et al. [ 18 ] En diciembre de 2013, Kennedy et al. informaron del descubrimiento de un disco de escombros frío y polvoriento asociado con Fomalhaut C, utilizando imágenes infrarrojas del Observatorio Espacial Herschel . Los sistemas de estrellas múltiples que albergan múltiples discos de escombros son extremadamente raros. [ 59 ]

Etimología y significado cultural

Fomalhaut ha recibido diversos nombres a lo largo del tiempo y ha sido reconocida por muchas culturas del hemisferio norte , incluyendo árabes , persas y chinos . Marcaba el solsticio en el año 2500  a. C. También era un marcador para el culto a Deméter en Eleusis . [ 60 ]

  • Se la considera una de las cuatro " estrellas reales " de los persas . [ 24 ]
  • Los nombres latinos son ōs piscis merīdiāni, ōs piscis merīdionālis, ōs piscis notii "la boca del pez del sur". [ 24 ]
  • Un nombre popular entre los primeros árabes era Difdi' al Awwal ( الضفدع الأول al-ḍifdiʿ al-awwal ) "la primera rana" (la segunda rana es Beta Ceti ). [ 24 ]
  • El nombre chino北落師門/北落师门( mandarín : Běiluòshīmén), que significa Puerta Norte del Campamento Militar , porque esta estrella se está marcando y se encuentra sola en el asterismo de la Puerta Norte del Campamento Militar , mansión del campamento (ver: constelaciones chinas ). [ 61 ]北落师门(Běiluòshīmén), occidentalizado en Pi Lo Sze Mun por RH Allen. [ 24 ]
  • Para el pueblo aborigen Moporr del sur de Australia, es un ser masculino llamado Buunjill . [ 62 ] El pueblo Wardaman del Territorio del Norte lo llamaba Fomalhaut Menggen —cacatúa blanca. [ 63 ]

Fomalhaut-Earthwork  B, en el Parque Estatal Mounds cerca de Anderson, Indiana , se alinea con la salida de la estrella Fomalhaut en los meses de otoño, según el Departamento de Recursos Naturales de Indiana . En 1980, el astrónomo Jack Robinson propuso que el acimut ascendente de Fomalhaut estaba marcado por la colocación de mojones tanto en la rueda medicinal de Bighorn en Wyoming, EE. UU., como en la rueda medicinal de Moose Mountain en Saskatchewan, Canadá. [ 64 ]

La revista New Scientist lo denominó el "Gran Ojo de Sauron ", comparando su forma y el anillo de escombros con el mencionado "ojo" de las películas de El Señor de los Anillos de Peter Jackson . [ 65 ]

El USS Fomalhaut (AK-22) fue un buque de carga anfibio de la Armada de los Estados Unidos . [ 66 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ Cálculo de metalicidad : si m = [Fe/H], entonces la relación de hierro a hidrógeno para Fomalhaut dividida por la relación de hierro a hidrógeno para el Sol viene dada por 10 m .

Referencias

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