Stella di Barnard

Stella di Barnard Descrizione dell'immagine Barnardstar2006.jpg. Dati di osservazione
( epoca J2000.0 )
Ascensione retta 17 h  57 m  48.4998 s
Declinazione 4 ° 41 ′ 36.111 ″
Costellazione Ofiuco
Magnitudine apparente 9.511

Posizione nella costellazione: Ofiuco

(Vedi situazione nella costellazione: Ofiuco) Ofiuco IAU.svg
Caratteristiche
Tipo spettrale M4.0 V
Indice UB 1.257
Indice BV 1.729
Variabilità DI Draconis
Astrometria
Velocità radiale −110,353  km / s
Movimento pulito μ α  = −802,803  mas / a
μ δ  = +10362,542  mas / a
Parallasse 547.450 6 ± 0.289 9  mas
Distanza 1.826 6 ± 0.001 0  pz (∼5.96  al )
Magnitudine assoluta 13.21
Caratteristiche fisiche
Massa 0,17  M ☉
Ray Da 0,15 a 0,20  R ☉
Luminosità 0.000 4  L ☉
Temperatura 3.134  ±  102  K.
Metallicità Dal 10 al 32% di quella del Sole
Rotazione 130,4 giorni
Età ~ 10 × 10 10  a

Altre designazioni

V2500 Oph BD +04 3561a, HIP  87937, GJ  699, Monaco 15040, Vyssotsky 799, LHS 57 , LTT  15309, G  140-024

La stella di Barnard è una stella nella costellazione zodiacale di Ofiuco . Questa nana rossa , variabile di tipo BY Draconis , è la stella conosciuta il cui movimento è il più alto (10,3 "all'anno). Viene chiamato dopo l' americana dell'astronomo Edward E. Barnard che ha scoperto questa proprietà nel 1916 . Situato ad una distanza di ~5.96  al (~1.83  pc ), è la quarta stella più vicina nel Sistema Solare . Tuttavia, è invisibile ad occhio nudo a causa della sua scarsa illuminazione .

La stella di Barnard è stata oggetto di molto lavoro ed è probabilmente la nana M più studiata per la sua vicinanza e posizione vicino all'equatore celeste , favorevole all'osservazione. La ricerca si è concentrata sulle sue proprietà e sulla rilevazione di possibili pianeti extrasolari . La stella era quindi oggetto di una controversia scientifica , quando Peter van de Kamp ha annunciato nel 1963 al avere disturbi rilevati nel proprio movimento che sembrava essere in grado di indicare la presenza di una o più di Giove pianeti . Nessuno dei pianeti annunciati da van de Kamp è stato confermato, ma nel 2018 è stata finalmente scoperta una super-Terra. La stella di Barnard è stata anche una stella bersaglio durante uno studio sulla fattibilità del viaggio rapido senza equipaggio verso sistemi stellari vicini.

La stella di Barnard nella storia dell'astronomia

La stella di Barnard è stata citata nel primo catalogo di Monaco e nel Catalogo generale di Albany con le rispettive denominazioni Munich 15040 ( periodo 1850.0 poi 1880.0) e AGC 6005 (periodo 1910.0). Nel 1916 , l'astronomo americano Edward Emerson Barnard scoprì, confrontando le lastre fotografiche realizzate nel 1894 e nel 1916 , che la stella aveva il moto proprio più importante nel cielo (10,3 pollici all'anno) così designato in suo onore. L'astronomo americano Henry N. Russell è stato il primo a soprannominare la stella di Barnard ("stella di Barnard" in inglese ) in un articolo pubblicato inGennaio 1917. Questo articolo, relativo alla parallasse della stella, stabilisce che è la stella conosciuta più vicina alla Terra dopo il Sole e le tre componenti di α Centauri ( A B - C ). La sua vicinanza gli è valsa il soprannome di Proxima Ophiuchi ("[stella] più vicina a [la costellazione] di Ofiuco" in latino ), che non è stato e non è quasi mai usato.

Nel 1963 , un astronomo olandese , Peter van de Kamp , annunciò di aver rilevato disturbi nel movimento corretto della stella di Barnard. Secondo lui, erano dovuti a uno o più pianeti di dimensioni paragonabili a Giove . Van de Kamp aveva osservato la stella dal 1938 per rilevare con i colleghi dell'osservatorio dello Swarthmore College lievi variazioni di un micrometro nella sua posizione sulle lastre fotografiche . Si credeva che queste variazioni corrispondessero a disturbi orbitali della stella che indicavano la presenza di un compagno planetario. Van de Kamp ha fatto misurare le posizioni da gruppi di un massimo di dieci persone, quindi ha calcolato la media dei risultati per evitare errori di misurazione sistematici dovuti a ciascun individuo. Van de Kamp ha ipotizzato che la stella di Barnard fosse accompagnata da un pianeta di 1,6 massa gioviana a 4,4 UA in un'orbita leggermente eccentrica, lavoro perfezionato nel 1969 . Più tardi, nello stesso anno, suggerì due pianeti di massa gioviana rispettivamente di 0,8 e 1,1. Questa scoperta è stata generalmente accettata dalla comunità scientifica negli anni '60 .

Altri astronomi hanno cercato di replicare il lavoro di Van de Kamp. Due importanti articoli che confutavano l'esistenza di uno o più pianeti furono pubblicati nel 1973 . Dalle fotografie scattate in un altro osservatorio, Gatewood ed Eichhorn non sono riusciti a verificare l'esistenza di un compagno planetario nonostante le nuove tecniche di misurazione sulle lastre. Un altro articolo pubblicato da Hershey quattro mesi dopo, utilizzando l' Osservatorio Swarthmore utilizzato da Van de Kamp, ha suggerito una possibile causa delle variazioni osservate. Ha scoperto che i cambiamenti nel campo astrometrico di diverse stelle erano associati al periodo di aggiustamenti e modifiche apportate alla lente del telescopio  : il movimento osservato era un artefatto dovuto alla manutenzione e all'aggiornamento dell'attrezzatura di osservazione.

Van de Kamp ha rifiutato per tutta la vita di ammettere il suo errore. Nonostante fosse un uomo molto ammirato e socievole, Van de Kamp si sarebbe sentito tradito dai suoi colleghi che contestavano le sue scoperte. Wulff Heintz, che successe a Van de Kamp a Swarthmore ed era un esperto di doppie stelle , mise in dubbio le sue scoperte e pubblicò recensioni del suo lavoro dal 1976 in poi . I rapporti tra i due uomini si sarebbero poi indeboliti. Nel 1982 , Van de Kamp pubblicò un nuovo articolo che avrebbe dovuto confermare l'esistenza di due pianeti.

La ricerca negli anni '80 e '90 per trovare compagni planetari della stella di Barnard non ha avuto successo. Anche gli studi interferometrici condotti utilizzando il telescopio spaziale Hubble nel 1999 non sono riusciti a identificare un compagno planetario. Sebbene la controversia abbia rallentato il lavoro sui pianeti extrasolari , ha contribuito alla fama di Barnard's Star. Infine, nel novembre 2018 , è stata annunciata la scoperta di una super-terra in orbita attorno alla stella.

Il nome "Barnard's Star" era stato usato in modo informale per un secolo prima che fosse ufficializzato dall'Unione Astronomica Internazionale .1 ° febbraio il 2017.

Sistema stellare

La stella di Barnard è una nana rossa di M4.0 tipo V . La sua magnitudine apparente è 9,51 contro -1,46 per Sirio (la stella più luminosa del cielo) e 6 per gli oggetti meno luminosi visibili ad occhio nudo; essendo la scala logaritmica , una stella di magnitudine apparente 9,57 è quindi troppo debole per essere visibile ad occhio nudo.

Si ritiene che la stella di Barnard si sia formata circa 10 miliardi di anni fa. Questa vecchia stella ha così perso gran parte della sua energia di rotazione e periodici cambiamenti nella sua luminosità indicano che il suo periodo di rotazione è di 130 giorni (rispetto ai 25 del Sole ). A causa della sua età, è stato a lungo ritenuto che la stella di Barnard non possedesse un'attività stellare significativa. Tuttavia, gli astronomi hanno osservato nel 1998 un'intensa eruzione stellare  : la stella di Barnard è quindi una delle stelle eruttive . La stella è anche chiamata V2500 Ophiuchi nella designazione di stelle variabili .

Il corretto movimento della stella rappresenta una velocità trasversale di 90  km / s . I 10,3 secondi d'arco percorsi ogni anno corrispondono a un quarto di grado durante una vita umana, o circa la metà del diametro angolare della luna piena. La sua velocità radiale può essere misurata dall'effetto Doppler . La star ha quindi una spostamento verso il blu ( spostamento verso il blu ) di -110  km / s . Questa misurazione, combinata con il moto proprio, suggerisce una velocità effettiva rispetto al Sole di −142,6  ±  0,2  km / s . In effetti, la stella di Barnard si sta avvicinando al Sole così rapidamente che sarà a 3,75 anni luce dal Sistema Solare (rispetto ai 5,96 odierni) intorno all'11.800 d.C. la stella più vicina al Sole, perché Proxima del Centauro sarà ancora più vicina. Sarà ancora troppo debole per essere visibile ad occhio nudo perché la sua magnitudine apparente sarà di circa 8,5. Poi se ne andrà.

La stella Barnard ha una massa del 17% e un raggio dal 15 al 20% di quelli del sole . La sua temperatura superficiale è di 3.134 (± 102) K , la sua luminosità visiva è di 4/10.000 ° e la sua luminosità bolometrica è di 34,6 / 10.000 ° di quella del Sole. Se sostituisse il Sole, sarebbe solo 100 volte più luminoso della luna piena.

La stella più vicina alla stella di Barnard è attualmente Ross 154 situato ad una distanza di 1,66 pc o di 5,41 anni luce . Tutte le stelle entro 10 anni luce dalla stella di Barnard sono, ad eccezione del Sole e del Centauro Alfa A e B , nane rosse di tipo spettrale K e M.

Ricerca

La stella di Barnard è stata oggetto di numerose ricerche. Il principale argomento di studio è stata la ricerca di pianeti in seguito al lavoro di Van de Kamp, ma sono documentate molte altre aree di studio.

Caratteristiche stellari e astrometria

Diversi articoli sulle relazioni di massa-luminosità sono stati pubblicati prima del lavoro finale di Dawson nel 2003 . Oltre a specificare la temperatura e la luminosità, l'articolo ha suggerito che le precedenti stime del raggio della stella di Barnard ne sottostimano il valore; propone 0,20 raggio solare (± 0,008 raggio solare) che si colloca verso i valori massimi tipicamente considerati.

In un ampio studio sulla metallicità delle stelle nane di classe M, la stella di Barnard è stata collocata tra -0,05 e -0,1 sulla scala di metallicità, o approssimativamente dal 10 al 32% della metallicità del Sole. La metallicità, la proporzione della massa stellare composta da elementi più pesanti dell'elio , viene utilizzata per classificare le stelle. La stella di Barnard sembra essere tipica delle vecchie nane rosse della popolazione II , che generalmente sono stelle di alone povere di metalli. Sebbene inferiore a quella del Sole, la metallicità della stella di Barnard è superiore a quella delle stelle alone ed è vicina ai valori bassi delle stelle disco ricche di metalli. Questa proprietà e il suo elevato movimento spaziale hanno portato alla definizione della popolazione intermedia II.

Il lavoro svolto da Benedict e dai suoi colleghi del telescopio spaziale Hubble è di vasta portata. Nel 1999 sono state specificate la parallasse assoluta e la magnitudine assoluta. Ciò ha permesso di perfezionare i confini della zona planetaria. Un altro articolo importante, di Kurster et al. , è stato pubblicato nel 2003 . Si occupa della prima rilevazione del cambiamento di velocità radiale di una stella causato dal suo movimento spaziale. Parte della variazione della velocità radiale è stata attribuita all'attività stellare.

Ricerca e scoperta planetaria

Vari lavori hanno permesso di chiarire la possibilità che la stella di Barnard ospiti pianeti. Migliorando la precisione sul movimento della stella, si riduce l'incertezza sulla massa e sulle orbite dei possibili pianeti. In parole povere, gli astronomi sono spesso in grado di descrivere quali tipi di pianeti non possono orbitare attorno a una stella. Le nane M come la stella di Barnard sono più facili da studiare rispetto alle stelle più grandi perché la loro massa inferiore rende i disturbi planetari più facili da rilevare. Gatewood è stato così in grado di dimostrare nel 1995 che non c'erano pianeti di 10 masse gioviane (il limite inferiore per le nane brune ) attorno alla stella di Barnard. Il suo articolo ha anche permesso di specificare i possibili valori limite degli oggetti planetari. L'articolo del 1999 con Hubble ha permesso di escludere i compagni planetari di 0,8 massa gioviana di periodo orbitale inferiore a 1000 giorni, mentre Kurtzer ha stabilito nel 2003 che non vi era alcun pianeta nella zona abitabile della stella di Barnard con una massa minima ( m sin ( i )) maggiore di 7,5 masse terrestri o una massa maggiore di 3,1 masse di Nettuno (molto inferiore alle stime più piccole di Van de Kamp).

Sebbene questo lavoro limitasse notevolmente i parametri dei possibili pianeti attorno alla stella di Barnard, non escludevano completamente la loro esistenza; è possibile che ci siano pianeti tellurici ma sarebbero difficili da rilevare. La missione di interferometria spaziale della NASA e la missione di Darwin dell'ESA erano pianificate per cercare pianeti simili alla Terra intorno al 2015 , ma sono state entrambe cancellate. Avevano scelto di studiare in particolare la stella di Barnard.

Caratteristiche dei pianeti nel sistema Barnard Star
Pianeta Massa Semiasse maggiore ( UA ) Periodo orbitale ( giorni ) Eccentricità Inclinazione Ray
 b  ≥ 3,23 ± 0,44  M ⊕   0,404 ± 0,018   232.80+0,38
−0,41  		 0.32+0,1
−0,15 

Il 14 novembre 2018, Ignasi Ribas ei suoi collaboratori annunciano la scoperta di una super-Terra in orbita attorno alla stella di Barnard. Questo pianeta avrebbe una massa maggiore di 3,2 masse terrestri e un periodo orbitale vicino a 233 giorni. Orbita a circa 0,4 UA dalla sua stella, o circa 60 milioni di km. A questa distanza, "(Stella di) Barnard b" (o GJ 699 b) riceve dalla sua stella solo il 2% dell'energia che la Terra riceve dal Sole, o circa il doppio dell'insolazione al livello dell'orbita di Saturno in il sistema solare. Quindi è un freddo e mondo inospitale, la temperatura superficiale media (dallo spazio) dovrebbe essere nel range di -170  ° C .

L'eruzione del 1998

Nel 1998 , la stella di Barnard è stata teatro di un'eruzione stellare . Questa eruzione è stata scoperta da Cochran grazie ai cambiamenti nello spettro di emissione rilevati su17 luglio 1998durante una ricerca non correlata sulle vibrazioni dovute ai pianeti. Ci sono voluti 4 anni prima che l'eruzione cutanea fosse adeguatamente analizzata. Lo studio dello spettro non può determinare con precisione l'energia totale dell'eruzione, ma Paulson ha suggerito che la temperatura dell'eruzione ha raggiunto gli 8.000 K, più del doppio della temperatura della stella. Data la natura casuale dei bagliori, ha detto che "la stella sarebbe fantastica da guardare per gli astronomi dilettanti".

L'eruzione è stata una sorpresa perché si supponeva che stelle così vecchie avessero una bassa attività. Le eruzioni, non completamente spiegate, sarebbero dovute ai potenti campi magnetici , che annichilerebbero i movimenti di convezione del plasma provocando scoppi improvvisi; i forti campi magnetici richiedono una stella in rapida rotazione, mentre le stelle più vecchie hanno una bassa rotazione. Un evento di tale portata sarebbe raro intorno alla stella di Barnard. La ricerca per determinare la periodicità di tali eruzioni e per osservare i cambiamenti nell'attività stellare per un periodo di tempo suggerisce che la stella di Barnard dovrebbe essere calma. Il lavoro pubblicato nel 1998 non ha mostrato prove convincenti di una variazione periodica della luminosità della stella di Barnard: solo un punto possibile è stato identificato in 130 giorni.

Progetto Daedalus

Escludendo la controversia planetaria, lo studio più noto sulla stella di Barnard è stato il Daedalus Project che ha avuto luogo tra il 1973 e il 1978 . Ha suggerito che un rapido viaggio disabitato verso un altro sistema stellare è possibile utilizzando tecnologie esistenti o concepibili. La stella di Barnard è stata scelta come meta del viaggio in parte a causa della presunta esistenza di compagni planetari.

Gli studi suggeriscono che una sonda che utilizza la propulsione nucleare pulsata (la propulsione è fornita dalla fusione nucleare di particelle di deuterio ed elio-3 bombardate da elettroni) potrebbe raggiungere una velocità del 12% della velocità della luce dopo 4 anni. Accelerazione. La stella di Barnard sarebbe raggiunta dopo 50 anni, vale a dire in una vita umana. Questa missione potrebbe consentire di studiare la stella e le sue possibili compagne, il mezzo interstellare e di effettuare misurazioni astrometriche .

Il progetto Daedalus è stato la fonte di altri lavori teorici. Nel 1980 , Freitas suggerì un piano più ambizioso: una sonda interstellare auto-riproduttiva il cui obiettivo sarebbe stato quello di cercare ed entrare in contatto con la vita extraterrestre . Costruito e lanciato nell'orbita di Giove , avrebbe raggiunto la Stella di Barnard in 47 anni in modo simile a quanto suggerito dal Progetto Daedalus. Una volta vicino alla stella, inizierebbe a replicarsi da solo. Sarebbe stata costruita un'unità di produzione, originariamente per realizzare sonde di esplorazione e quindi per creare una copia della nave originale dopo 1000 anni.

Appendici

Articolo correlato

link esterno

Note e riferimenti

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