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Arcturus

Coordenadas : 14 h 15 m 39,7 s , 19° 10′ 56″ Arcturus es una estrella gigante roja en la constelación septentrional de Boötes , y la estrella más brillante de la constelación. T...

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Coordenadas : 14 h 15 m 39,7 s , 19° 10′ 56″Mapa del cielo

Arcturus es una estrella gigante roja en la constelación septentrional de Boötes , y la estrella más brillante de la constelación. Tiene la designación de Bayer α Boötis , que se latiniza como Alpha Boötis y se abrevia como Alpha Boo o α Boo . Con una magnitud visual aparente de −0,05, [ 2 ] es la cuarta estrella más brillante en el cielo nocturno y la más brillante en el hemisferio celeste norte . Arcturus forma uno de los vértices del asterismo del Triángulo de Primavera .

Situada relativamente cerca del Sol , a 36,7 años luz , Arcturus es una gigante roja de tipo espectral K1.5III: una estrella envejecida de unos 7.100 millones de años que ha agotado su hidrógeno central y ha evolucionado fuera de la secuencia principal . Tiene aproximadamente la misma masa que el Sol , pero se ha expandido hasta alcanzar 25 veces su tamaño (unos 35 millones de kilómetros) y es unas 170 veces más luminosa.

Nomenclatura

El nombre tradicional Arcturus es un latinizado del griego antiguo Ἀρκτοῦρος (Arktouros) y significa "Guardián del Oso" [ 10 ] , derivado en última instancia de ἄρκτος ( arktos ), "oso" [ 11 ] y οὖρος (ouros), "vigilante, guardián" [ 12 ] . Como ἄρκτος también llegó a significar "norte", el nombre también puede traducirse como "Guardián del Norte" [ 13 ] .

La designación de Arcturus como α Boötis ( latinizado como Alpha Boötis ) fue realizada por Johann Bayer en 1603. En 2016, la Unión Astronómica Internacional organizó un Grupo de Trabajo sobre Nombres Estelares (GTE) para catalogar y estandarizar los nombres propios de las estrellas. El primer boletín del GTE, de julio de 2016, incluyó una tabla con los dos primeros lotes de nombres aprobados por el GTE, entre los que se encontraba Arcturus para α Boötis. [ 14 ] [ 15 ]

Historial de observación

Arcturus y su característico color rojo se han mencionado desde la antigüedad y la Edad Media ; Ptolomeo lo describió como subrufa ("ligeramente rojo"), [ 16 ] y Geoffrey Chaucer se refirió a él como Alramih en Un tratado sobre el astrolabio (1391). [ 17 ]

En 1635, el matemático y astrónomo francés Jean-Baptiste Morin observó Arcturus durante el día con un telescopio. Esta fue la primera observación diurna registrada de una estrella distinta del Sol y las supernovas . [ 18 ]

Observación

Arcturus es la estrella más brillante de la constelación de Boötes .

Con una magnitud visual aparente de  −0,05, Arcturus es la estrella más brillante del hemisferio celeste norte y la cuarta más brillante del cielo nocturno, [ 19 ] después de Sirius (−1,46  de magnitud aparente), Canopus (−0,72) y α Centauri (magnitud combinada de −0,27). Sin embargo, α Centauri AB es una estrella binaria , cuyos componentes son cada uno más débiles que Arcturus. Esto convierte a Arcturus en la tercera estrella individual más brillante, justo por delante de α Centauri  A (oficialmente llamada Rigil Kentaurus ), cuya magnitud aparente es −0,01 . [ 20 ] Arcturus se ha visto a simple vista al atardecer o justo antes del atardecer. [ 20 ]

Arcturus es visible desde ambos hemisferios terrestres , ya que se encuentra a 19° al norte del ecuador celeste . La estrella culmina a medianoche del 27 de abril y a las 9 p. m. del 10 de junio, siendo visible durante el final de la primavera boreal o el otoño austral. [ 21 ] Desde el hemisferio norte , una manera fácil de encontrar Arcturus es seguir el arco del mango de la Osa Mayor (o Carro en el Reino Unido ). Siguiendo este camino, se puede encontrar Spica , "Arco a Arcturus, luego pico (o velocidad) hacia Spica". [ 22 ] [ 23 ] Junto con las brillantes estrellas Spica y Regulus (o Denebola , según la fuente), Arcturus forma parte del asterismo del Triángulo de Primavera . Con Cor Caroli , estas cuatro estrellas forman el asterismo del Gran Diamante .

Arcturus tiene un índice de color BV de +1,23, aproximadamente a medio camino entre Pollux (BV +1,00) y Aldebarán (BV +1,54). [ 20 ]

η Boötis , o Muphrid, está a solo 3,3 años luz de Arcturus y tendría una magnitud visual de -2,5, aproximadamente tan brillante como Júpiter en su punto más brillante desde la Tierra, mientras que un observador en el sistema anterior encontraría a Arcturus con una magnitud de -5,0, ligeramente más brillante que Venus visto desde la Tierra, pero con un color anaranjado. [ 20 ]

Características físicas

Imagen óptica de Arcturus (DSS2 / MAST / STScI / NASA)

Basándose en un desplazamiento de paralaje anual de 88,83 miliarcosegundos , medido por el satélite Hipparcos , Arcturus se encuentra a 36,7 años luz (11,26 pársecs ) de la Tierra. El margen de error de paralaje es de 0,54 miliarcosegundos, lo que se traduce en un margen de error de distancia de ± 0,23 años luz (0,069 pársecs) . [ 1 ] Debido a su proximidad, Arcturus tiene un movimiento propio elevado , de dos arcosegundos al año, mayor que el de cualquier estrella de primera magnitud, excepto α Centauri. Es la segunda estrella gigante más cercana a la Tierra, después de Pólux .  

Arcturus se mueve rápidamente ( 122 km/s o 76 mi/s ) con respecto al Sol, y ahora está casi en su punto más cercano a él. El máximo acercamiento ocurrirá dentro de unos 4000 años, cuando la estrella estará unas centésimas de año luz más cerca de la Tierra que en la actualidad. (En la antigüedad, Arcturus estaba más cerca del centro de la constelación. [ 24 ] ) Se cree que Arcturus es una estrella de disco antiguo , [ 3 ] y parece moverse con un grupo de otras 52 estrellas similares, conocidas como la corriente de Arcturus . [ 25 ]  

Con una magnitud absoluta de −0,30, Arcturus es, junto con Vega y Sirius, una de las estrellas más luminosas en la vecindad del Sol. Es aproximadamente 110 veces más brillante que el Sol en longitudes de onda de luz visible, pero esta cifra subestima su potencia, ya que gran parte de la luz que emite se encuentra en el infrarrojo ; la potencia total ( bolométrica  ) es aproximadamente 180 veces mayor que la del Sol. Con una magnitud en la banda J del infrarrojo cercano de −2,2, solo Betelgeuse (−2,9) y R Doradus (−2,6) son más brillantes. La menor emisión en luz visible se debe a una menor eficacia , ya que la estrella tiene una temperatura superficial inferior a la del Sol.

Se ha sugerido que Arcturus podría ser miembro de un sistema binario con un compañero débil y frío, pero no se ha detectado directamente ningún compañero. [ 3 ] En ausencia de un compañero binario, la masa de Arcturus no se puede medir directamente, pero los modelos sugieren que es ligeramente mayor que la del Sol. El ajuste evolutivo a los parámetros físicos observados da una masa de1,08 ± 0,06 M ☉  , [ 3 ] mientras que la relación de isótopos de oxígeno para una estrella de dragado inicial da una masa de 1,2 M ☉ . [ 26 ] Se espera que la estrella, dado su estado evolutivo, haya sufrido una pérdida de masa significativa en el pasado. [ 27 ] La estrella muestra actividad magnética que está calentando las estructuras coronales y experimenta un ciclo magnético de tipo solar con una duración que probablemente sea inferior a 14 años. Se ha detectado un campo magnético débil en la fotosfera con una intensidad de alrededor de medio gauss . La actividad magnética parece estar situada a lo largo de cuatro latitudes y está modulada rotacionalmente. [ 28 ] 

Se estima que Arcturus tiene entre 6 y 8.5 mil millones de años, [ 3 ] pero existe cierta incertidumbre sobre su estado evolutivo. [ 29 ] Basándose en las características de color de Arcturus, actualmente está ascendiendo en la rama de las gigantes rojas y continuará haciéndolo hasta que acumule un núcleo de helio degenerado lo suficientemente grande como para encender el destello de helio . [ 3 ] Es probable que haya agotado el hidrógeno de su núcleo y ahora se encuentre en su fase activa de combustión de la capa de hidrógeno . Sin embargo, Charbonnel et al. (1998) lo ubicaron ligeramente por encima de la rama horizontal y sugirieron que ya ha completado la etapa del destello de helio. [ 29 ]

Comparación de tamaño entre el Sol , Beta Ursae Majoris , Pólux y Arcturus

Espectro

Arcturus ha evolucionado fuera de la secuencia principal hacia la rama de las gigantes rojas , alcanzando una clasificación estelar temprana de tipo K. Se le asigna frecuentemente el tipo espectral K0III, [ 30 ] pero en 1989 se utilizó como estándar espectral para el tipo K1.5III Fe−0.5, [ 4 ] con la notación de sufijo que indica una ligera subabundancia de hierro en comparación con las estrellas típicas de su tipo. Como la gigante de tipo K más brillante del cielo, ha sido objeto de múltiples atlas con cobertura desde el ultravioleta hasta el infrarrojo . [ 31 ] [ 32 ]

El espectro muestra una transición drástica de líneas de emisión en el ultravioleta a líneas de absorción atómica en el rango visible y líneas de absorción molecular en el infrarrojo. Esto se debe a que la profundidad óptica de la atmósfera varía con la longitud de onda. [ 32 ] El espectro muestra una absorción muy fuerte en algunas líneas moleculares que no se producen en la fotosfera sino en una capa circundante. [ 33 ] El examen de las líneas de monóxido de carbono muestra que el componente molecular de la atmósfera se extiende hacia afuera hasta 2-3 veces el radio de la estrella, con el viento cromosférico acelerándose bruscamente a 35-40  km/s en esta región. [ 34 ]

Los astrónomos denominan "metales" a aquellos elementos con números atómicos superiores al del helio . La atmósfera de Arcturus presenta un enriquecimiento de elementos alfa en relación con el hierro , pero solo alrededor de un tercio de la metalicidad solar . Arcturus es posiblemente una estrella de Población II . [ 20 ]

Oscilaciones

Como una de las estrellas más brillantes del cielo, Arcturus ha sido objeto de numerosos estudios en el campo emergente de la astrosismología . Belmonte y sus colegas llevaron a cabo un estudio de velocidad radial (desplazamiento Doppler de las líneas espectrales) de la estrella en abril y mayo de 1988, que mostró variabilidad con una frecuencia del orden de unos pocos microhercios (μHz), con un pico máximo correspondiente a 4,3  μHz (2,7  días) y una amplitud de 60 ms⁻¹ , con una separación de frecuencia de aproximadamente  5  μHz. Sugirieron que la explicación más plausible para la variabilidad de Arcturus son las oscilaciones estelares. [ 35 ]

Las mediciones astrosismológicas permiten el cálculo directo de la masa y el radio, dando valores de0,8 ± 0,2 M ☉  y27,9 ± 3,4 R ☉  . Esta forma de modelado sigue siendo relativamente imprecisa, pero es una verificación útil para otros modelos. [ 36 ]

Búsqueda de planetas

La astrometría del satélite Hipparcos sugirió que Arcturus es una estrella binaria , con la compañera aproximadamente veinte veces más tenue que la primaria y orbitando lo suficientemente cerca como para estar en los límites de resolución de la tecnología actual. Los resultados recientes siguen siendo inconclusos, pero sí respaldan la detección marginal de una compañera binaria por parte de Hipparcos . [ 37 ]

En 1993, las mediciones de velocidad radial de Aldebarán, Arcturus y Pólux mostraron que Arcturus presentaba una oscilación de velocidad radial de largo período, que podría interpretarse como la presencia de un compañero subestelar . Este objeto subestelar tendría casi 12  veces la masa de Júpiter y se ubicaría aproximadamente a la misma distancia orbital de Arcturus que la Tierra del Sol, a 1,1 unidades astronómicas . Sin embargo, las tres estrellas estudiadas mostraron oscilaciones similares, lo que resultó en masas de compañeros similares, y los autores concluyeron que la variación probablemente era intrínseca a la estrella y no debida al efecto gravitacional de un compañero. Hasta el momento, no se ha confirmado la existencia de ningún compañero subestelar. [ 38 ] 

Mitología

Arcturus en Arctophylax, visto entre sus rodillas.

Una tradición astronómica asocia a Arcturus con la mitología de Arcas , quien estaba a punto de disparar y matar a su propia madre, Calisto, que se había transformado en osa. Zeus evitó su inminente y trágico destino transformando al niño en la constelación de Boötes, llamada Arctophylax «oso guardián» por los griegos, y a su madre en la Osa Mayor (en griego: Arctos «la osa»). El relato se encuentra en la Astronomía de Higino . [ 39 ]

Arato, en sus Fenómenos, dijo que la estrella Arcturus se encontraba debajo del cinturón de Arctophylax, y según Ptolomeo, en el Almagesto, se encontraba entre sus muslos. [ 40 ]

Una tradición alternativa asocia el nombre con la leyenda de Ícaro , quien ofreció vino a otros hombres, pero fue asesinado por ellos, pues no tenían experiencia con la embriaguez y confundieron el vino con veneno. Se dice que Ícaro se convirtió en Arcturus, mientras que su perra, Maira , se convirtió en Canicula ( Procyon ), aunque aquí "Arcturus" podría usarse en el sentido de constelación más que de estrella. [ 41 ]

Importancia cultural

Arcturus, una de las estrellas más brillantes del firmamento, ha sido importante para los observadores desde la antigüedad.

El Libro de Job en la Biblia hebrea contiene dos menciones de Arcturus. Se menciona junto con las constelaciones de Orión y las Pléyades (así como otros posibles cuerpos estelares no determinados). [ 42 ] [ 43 ]

En la antigua Mesopotamia , estaba vinculado al dios Enlil , y también conocido como Shudun, "yugo", [ 24 ] o SHU-PA de derivación desconocida en los catálogos estelares de las Tres Estrellas Cada Babilonia y más tarde MUL.APIN alrededor del 1100 a. C. [ 44 ]

En la antigua Grecia , la estrella se menciona a lo largo de la literatura astronómica . Arcturus se menciona ya en el período arcaico , especialmente en El trabajo y los días de Hesíodo , alrededor del 700 a. C., [ 24 ] y posteriormente aparece en los catálogos estelares tanto de Hiparco en el período helenístico como de Ptolomeo en la época imperial romana . La etimología popular que relaciona el nombre de la estrella con los osos (griego: ἄρκτος, arktos) probablemente se inventó mucho más tarde [ 45 ] y cayó en desuso en favor de nombres árabes hasta que fue revivida en el Renacimiento . [ 46 ] En la literatura griega antigua , Arcturus se menciona a menudo como un marcador estacional, especialmente en relación con la cosecha de otoño del mundo mediterráneo . Esta asociación se encuentra en Hesíodo (609–610), quien escribe: «cuando Orión y Sirio han llegado al centro del cielo, y el amanecer de dedos rosados ​​ve a Arcturus [en septiembre], entonces corta todos los racimos de uvas , Perses, y los trae a casa». [ 47 ] [ 48 ] En Leyes (844e), un diálogo de Platón , «el ascenso de Arcturus» es sinónimo de la vendimia otoñal de higos y uvas. [ 49 ] También lo menciona Sófocles en la tragedia Edipo Rey (1135–1137), nuevamente como un marcador estacional . El mensajero corintio , que se revela como uno de los pastores que rescataron al infante Edipo en el desierto de Citerón , dice que pastoreó allí su rebaño "desde la primavera hasta Arcturus" ( ἐξ ἦρος εἰς ἀρκτοῦρον ). [ 50 ]

Arcturus junto a la cabeza del cometa Donati en 1858.

En árabe , Arcturus es una de las dos estrellas llamadas al-simāk «las elevadas» (la otra es Spica ). Arcturus se especifica como السماك الرامح as-simāk ar-rāmiħ «la elevada del lancero». El término Al Simak Al Ramih ha aparecido en el catálogo Al Achsasi Al Mouakket (traducido al latín como Al Simak Lanceator ). [ 51 ] Esto ha sido romanizado de diversas maneras en el pasado, dando lugar a variantes obsoletas como Aramec y Azimech . Por ejemplo, el nombre Alramih se usa en el Tratado del astrolabio de Geoffrey Chaucer (1391). Otro nombre árabe es Haris-el-sema , de حارس السماء ħāris al-samā ' "el guardián del cielo". [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] o حارس الشمال ħāris al-shamāl ' "el guardián del norte". [ 55 ]

En la astronomía india , Arcturus se llama Swati o Svati (Devanagari स्वाति, transliteración IAST svāti, svātī́), posiblemente 'su' + 'ati' ("gran caminante", en referencia a su lejanía), que significa muy benéfico. Se le ha llamado "la verdadera perla" en los kāvyas de Bhartṛhari . [ 56 ]

En la astronomía china , Arcturus se llama Da Jiao ( chino :大角; pinyin : Dàjiǎo ; lit. ' gran cuerno ' ), porque es la estrella más brillante de la constelación china llamada Jiao Xiu ( chino :角宿; pinyin : Jiǎo Xiǔ ; lit. ' estrella cuerno ' ). Más tarde pasó a formar parte de otra constelación, Kang Xiu ( chino :亢宿; pinyin : Kàng Xiǔ ).

El pueblo Wotjobaluk Koori del sureste de Australia conocía a Arcturus como Marpean-kurrk , madre de Djuit ( Antares ) y otra estrella en Boötes, Weet-kurrk [ 57 ] (Muphrid). [ 58 ] Su aparición en el norte significaba la llegada de las larvas de la hormiga de la madera (un alimento) en primavera. El comienzo del verano estaba marcado por la puesta de la estrella con el Sol en el oeste y la desaparición de las larvas. [ 57 ] La gente de la isla Milingimbi en la Tierra de Arnhem veía a Arcturus y Muphrid como hombre y mujer, y tomaba la aparición de Arcturus al amanecer como una señal para ir a cosechar rakia o junco espinoso . [ 59 ] Los Weilwan del norte de Nueva Gales del Sur conocían a Arcturus como Guembila "rojo". [ 59 ] : 84

Los navegantes polinesios prehistóricos conocían a Arcturus como Hōkūleʻa , la "Estrella de la Alegría". Arcturus es la estrella cenital de las islas hawaianas . Utilizando Hōkūleʻa y otras estrellas, los polinesios zarpaban con sus canoas de doble casco desde Tahití y las Islas Marquesas . Navegando hacia el este y el norte, cruzaron el ecuador y alcanzaron la latitud en la que Arcturus aparecía directamente sobre sus cabezas en el cielo nocturno de verano. Sabiendo que habían llegado a la latitud exacta del archipiélago, navegaban hacia el oeste con los vientos alisios hasta desembarcar. Si Hōkūleʻa se mantenía directamente sobre sus cabezas, llegaban a las costas sureste de la Isla Grande de Hawái. Para el viaje de regreso a Tahití, los navegantes podían usar Sirio, la estrella cenital de esa isla. Desde 1976, el Hōkūleʻa de la Polynesian Voyaging Society ha cruzado el océano Pacífico en numerosas ocasiones bajo la guía de navegantes que han incorporado esta técnica de orientación a su navegación sin instrumentos. El exitoso desembarco de la tripulación en Waitangi , Nueva Zelanda, en diciembre de 1985, les valió el reconocimiento como iwi (tribu) bajo el nombre de Ngāti Ruawāhia ("Tribu del Arcturus" en maorí). [ 60 ]

Arcturus tenía varios otros nombres que describían su significado para los indígenas polinesios . En las Islas de la Sociedad , Arcturus, llamado Ana-tahua-taata-metua-te-tupu-mavae ("un pilar para apoyarse"), era uno de los diez "pilares del cielo", estrellas brillantes que representaban los diez cielos del más allá tahitiano . [ 61 ] En Hawái , el patrón de Boötes se llamaba Hoku-iwa , que significa "estrellas del ave fragata". Esta constelación marcó el camino de Hawaiʻiloa en su regreso a Hawái desde el Océano Pacífico Sur. [ 62 ] Los hawaianos llamaban a Arcturus Hoku-leʻa . [ 63 ] Se equiparaba a la constelación de Tuamotuan Te Kiva , que significa " ave fragata ", que podría representar la figura de Boötes o simplemente Arcturus. [ 64 ] Sin embargo, Arcturus podría ser en cambio la estrella de Tuamotuan llamada Turu . [ 65 ] El nombre hawaiano de Arcturus como estrella individual probablemente era Hoku-leʻa , que significa "estrella de alegría" o "estrella clara". [ 66 ] En las Islas Marquesas , Arcturus probablemente se llamaba Tau-tou y era la estrella que regía el mes aproximado de enero. Los maoríes y moriori la llamaban Tautoru , una variante del nombre marquesano y un nombre compartido con el Cinturón de Orión . [ 67 ]

En la astronomía inuit , Arcturus es llamado el Anciano ( Uttuqalualuk en lenguas inuit ) y Los Primeros ( Sivulliik en lenguas inuit). [ 18 ] Los Mi'kmaq del este de Canadá veían a Arcturus como Kookoogwéss , el búho. [ 68 ]

El pueblo sami llama a Arcturus Fávdna , un cazador que persigue a Sarvvis o Sarvva , el reno o alce, que es una gran constelación en Casiopea , Perseo y Auriga . El mango de la Osa Mayor es Fávdnadávgi , el arco de Fávdna. [ 69 ] [ 70 ]

El científico armenio de principios del siglo XX, Nazaret Daghavarian, teorizó que la estrella comúnmente conocida en el folclore armenio como Gutani astgh ( en armenio : Գութանի աստղ; lit. estrella del arado) era en realidad Arcturus, ya que la constelación de Boötes era llamada "Ezogh" ( en armenio : Եզող; lit. la persona que está arando) por los armenios. [ 71 ]

En la Antigua Roma , se creía que la actividad celestial de la estrella presagiaba un clima tempestuoso, y una personificación de la estrella actúa como narrador del prólogo de la comedia Rudens de Plauto (c. 211 a. C.). [ 72 ] [ 73 ]

El Kāraṇḍavyūha Sūtra , compilado a finales del siglo IV o principios del siglo V, nombra una de las absorciones meditativas de Avalokiteśvara como "El rostro de Arcturus". [ 74 ]

Una de las posibles etimologías ofrecidas para el nombre " Arturo " supone que deriva de "Arcturus" y que la figura de finales del siglo V a principios del siglo VI en la que se basa el mito del rey Arturo fue originalmente nombrada en honor a la estrella. [ 73 ] [ 75 ] [ 76 ] [ 77 ] [ 78 ] [ 79 ]

En la Edad Media , Arcturus era considerada una estrella fija beheniana y se le atribuía la piedra jaspe y la hierba llantén . Cornelio Agripa catalogó su signo cabalístico con el nombre alternativo de Alchameth . [ 80 ]

La luz de Arcturus se empleó en el mecanismo utilizado para inaugurar la Exposición Universal de Chicago de 1933. Se eligió esta estrella porque se creía que la luz de Arcturus había comenzado su viaje aproximadamente en la época de la anterior Exposición Universal de Chicago en 1893 (a 36,7  años luz de distancia, la luz en realidad comenzó en 1896). [ 81 ]

En el apogeo de la Guerra Civil Estadounidense , el presidente Abraham Lincoln observó Arcturus a través de un telescopio refractor de 9,6 pulgadas cuando visitó el Observatorio Naval en Washington, DC, en agosto de 1863. [ 82 ]

La novela de ciencia ficción de 1920 del autor escocés David Lindsay , Un viaje a Arcturus, transcurre en el planeta ficticio Tormance, que orbita la estrella Arcturus. En la novela, Arcturus se representa como una estrella binaria , formada por las dos estrellas ficticias Branchspell y Alppain. [ 83 ]

En la película Passengers de 2016 , la nave espacial Avalon, junto con los personajes principales, realiza una maniobra de asistencia gravitatoria alrededor de Arcturus en su viaje a un sistema solar distante. [ 84 ]

La estrella también se menciona en la canción Arcturus Beaming de The Crane Wives , de 2024. [ 85 ]

Referencias

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