61 Cygni - Wikipedia

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61 Cygni
61 Cygni è caratterizzata da un elevato
moto proprio
, evidente in questi fotogrammi ripresi tra il 2013 e il 2020, con cadenza annuale.
Classificazione
Sistema binario
(due
nane arancioni
Classe spettrale
: K5
V;
: K7
Tipo di
variabile
BY Draconis
UV Ceti
Distanza dal Sole
11,404
anni luce
Costellazione
Cigno
Coordinate
(all'
epoca
J2000.0
Ascensione retta
: 21
06
53,9434
21
06
55,2648
Declinazione
38
44
57,898
38
44
31,400
Lat. galattica
82,3185
Long. galattica
−05,8221
Parametri orbitali
Semiasse maggiore
86,76
Periodo orbitale
707
+4,5
−4,4
anni
Eccentricità
0,4424
Longitudine del
nodo ascendente
355,73°
0,3°
Dati fisici
Raggio medio
: 0,665 ± 0,005
: 0,595 ± 0,008
Massa
: 0,6771;
: 0,63
Acceleraz. di gravità in superficie
: 4,63;
: 4,68 log
Periodo di rotazione
: 35,37
giorni
: 37,84
giorni
Temperatura
superficiale
: 4
526 ± 66
: 4
077 ± 59
(media)
Luminosità
: 0,15;
: 0,10
Indice di colore
B-V
: +1,139;
: +1,320
Metallicità
: [Fe/H]= −0,13
: [Fe/H]= −0,21
Età stimata
(6
1,1)
10
anni
Dati osservativi
Magnitudine app.
: 5,21;
: 6,03
Magnitudine ass.
: 7,48;
: 8,33
Parallasse
285,9949 ± 0,06
mas
Moto proprio
AR
4156,93
mas
anno
Dec
3259,39
mas
anno
AR
4109,17
mas
anno
Dec
3144,17
mas
anno
Velocità radiale
: −64,3 km/s
−63,5 km/s
Nomenclature alternative
61 Cyg A/B,
HD 201091 & 201092
HR 8085 & 8086
BD+38°4343 & 4344
GCTP 5077.00 A/B
GJ 820 A/B
LHS 62/63
, Struve 2758 A/B, ADS 14636 A/B,
HIP 104214/104217
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Manuale
61 Cygni
61 Cyg
, talvolta chiamata la
Stella di Bessel
o la
Stella Volante di Piazzi
10
) è una
stella binaria
visibile nella
costellazione del Cigno
. Consiste di una coppia di
stelle arancioni
di
sequenza principale
poco più piccole del
Sole
, che orbitano attorno al comune
centro di massa
in circa 707 anni. Di
magnitudine
5 e 6, le componenti di 61 Cyg sono tra le stelle più deboli visibili ad
occhio nudo
senza alcuno strumento ottico.
61 Cygni ha attratto l'attenzione degli
astronomi
sin dal
XIX secolo
a causa del suo alto
moto proprio
. Nel
1838
Friedrich Wilhelm Bessel
, astronomo presso l'
osservatorio di Königsberg
, sfruttando il metodo della
parallasse
, ha misurato la sua distanza dalla
Terra
quantificandola in circa 10,4
anni luce
11
12
un valore molto prossimo a quello accertato di circa 11,404
anni luce, che la rendono una delle
stelle più vicine alla Terra
13
Nel corso del
XX secolo
diversi astronomi hanno annunciato, a seguito di misurazioni astrometriche del sistema, di aver scoperto la presenza di uno o più
pianeti
in orbita attorno alle due componenti; le recenti misurazioni ad alta precisione hanno però escluso questa possibilità.
14
15
16
Osservazione
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La posizione di 61 Cyg all'interno della costellazione
La stella 61 Cygni è individuabile grazie a
τ Cygni
, un astro di quarta magnitudine facile da individuare, poiché con le stelle
Deneb
Sadr
Gienah
(α, γ ed ε Cygni) forma un rettangolo, di cui τ costituisce il vertice nordorientale; 61 Cygni si individua a circa un grado a nordovest di questa stella, e appare come una stellina di quinta magnitudine appena percepibile sotto un cielo poco inquinato. Sullo sfondo si trova un tratto poco appariscente della scia chiara della
Via Lattea
, che risente in parte dell'oscuramento ad opera delle
nubi oscure
della
Fenditura del Cigno
Data la sua
declinazione
di +38,4°, 61 Cyg è una stella dell'
emisfero celeste boreale
; questa declinazione fortemente settentrionale fa sì che essa possa risultare visibile solo da
latitudini
a nord di 51° S, mentre a nord di 51° N appare
circumpolare
, ossia non tramonta mai sotto l'
orizzonte
17
18
Essendo una stella boreale, è facilmente osservabile dall'emisfero nord terrestre, in cui è visibile nel cielo della sera in particolare nelle notti estive e autunnali, quando si presenta molto alta nel cielo. Alle latitudini temperate medio-basse boreali si può osservare allo
zenit
nelle sere di fine agosto. Dall'emisfero australe la sua visione è molto penalizzata e può essere scorta dalle aree temperate molto bassa sull'orizzonte nord.
Un osservatore che utilizzi un
binocolo
da 7×50 riesce a scorgere 61 Cygni a due campi osservativi a sud est di Deneb; la separazione delle due stelle costituenti il sistema è lievemente superiore alla
grandezza angolare media
di
Saturno
(16–20″).
19
Di conseguenza, se le condizioni osservative sono quelle ideali, il sistema può esser facilmente risolto da un
telescopio
da 6
mm di apertura.
20
Storia delle osservazioni
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F. W. Bessel, che per primo misurò la parallasse di 61 Cyg.
La caratteristica più peculiare di 61 Cygni è il suo alto
moto proprio
, che ha attratto l'attenzione degli
astronomi
sin dal
XIX secolo
. Questa caratteristica fu identificata per la prima volta nel
1804
da
Giuseppe Piazzi
, che battezzò 61 Cyg
La Stella Volante
10
la scoperta di Piazzi tuttavia ricevette scarsa attenzione, poiché condusse le sue osservazioni in uno spazio di tempo (circa 10 anni) ritenuto troppo breve. Fu necessario attendere il
1812
, quando
Friedrich Wilhelm Bessel
pubblicò uno scritto che pose la stella al centro dell'attenzione della comunità astronomica.
21
L'elevato moto proprio, il più alto sino ad allora rilevato, rese 61 Cygni papabile per la determinazione della sua distanza tramite il metodo della
parallasse
non appena la qualità degli strumenti osservativi raggiunse livelli tali da consentirne la corretta effettuazione. La misura fu compiuta nel
1838
e permise di ottenere un valore di 313,6
mas
(equivalenti ad una distanza 10,4 anni luce), relativamente vicino al valore accettato di 287,18
mas (che corrispondono a 11,36
anni luce).
22
61 Cygni fu quindi la prima stella (escludendo il
Sole
) di cui fu misurata la distanza dalla Terra.
12
Pochi anni dopo fu scoperto che un'altra stella,
Groombridge 1830
, possedeva un moto proprio più elevato; 61 Cygni rimaneva ad ogni modo la stella visibile ad
occhio nudo
col maggior moto proprio (Groombridge 1830, con una magnitudine di 6,4, può esser vista solo in condizioni di eccezionale oscurità). Successivamente, osservazioni eseguite col satellite
Hipparcos
avrebbero condotto alla scoperta di stelle con moto proprio ancor più elevato e avrebbero retrocesso 61 Cygni al settimo posto di questa peculiare "graduatoria".
23
Nel
1911
il valore della parallasse ottenuto da Bessel fu affinato da 0,3136 a 0,310, mentre le osservazioni condotte presso lo
Yerkes Observatory
permisero di misurare la
velocità radiale
del sistema in −62
km/s;
24
tale valore, combinato con il suo moto proprio di circa 79
km/s, restituisce una velocità spaziale di circa 100
km/s, che appare orientata verso un punto posto a circa 12° a ovest della
Cintura di Orione
25
Nello stesso anno
Benjamin Boss
pubblicò alcuni dati astrometrici che indicavano che il sistema di 61 Cygni facesse parte di un'
associazione stellare
24
che comprendeva 26 possibili membri, tra cui
β Columbae
π Mensae
14 Tauri
68 Virginis
. La velocità spaziale di queste stelle è compresa tra 105 e 114
km/s in relazione alla posizione del Sole.
26
Nel
1830
Friedrich Georg Wilhelm von Struve
fu il primo ad annunciare la natura
binaria
della stella; tuttavia rimase incerto per alcuni anni se si trattasse di una coppia gravitazionalmente legata o di un semplice
effetto prospettico
27
data l'ampia separazione angolare delle due componenti. Le iniziali misurazioni della parallasse di ciascuna di esse restituirono inizialmente dei risultati differenti: 0,360" per A e 0,288" per B, il che indicava una separazione di oltre due anni luce.
28
Tali misurazioni furono nuovamente effettuate nel
1917
e dimostrarono che la separazione reale tra le due componenti era nettamente inferiore;
29
l'effettivo legame gravitazionale tra le due componenti fu definitivamente chiarito nel 1934, quando furono resi noti i parametri orbitali del sistema.
30
Il sistema
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Il moto orbitale di 61 Cyg B rispetto alla componente A come appare visto dalla Terra e come apparirebbe in una visuale frontale. Ogni punto corrisponde a circa 10 anni.
Sebbene a occhio nudo appaia come una singola stella, 61 Cygni è in realtà un
sistema binario
, costituito da una coppia di
stelle arancioni
di
sequenza principale
61 Cygni A
61 Cygni B
. Le due componenti orbitano attorno al comune
baricentro
in un periodo di 707 anni, con una separazione media di circa 87
unità astronomiche
(UA).
L'elevato valore di
eccentricità
dell'
orbita
(0,44) indica che la separazione delle due componenti differisce in maniera consistente tra i due
apsidi
, variando tra le 48 UA al periastro e le 125 UA all'afastro.
31
L'ampiezza dell'orbita della coppia rende difficile misurare la massa delle due componenti, e l'accuratezza di questi valori rimane oggetto di controversia; in futuro si spera di risolvere la questione tramite l'utilizzo delle tecniche
astrosismologiche
L'alta velocità spaziale del sistema in relazione al Sole, quantificata in 108
km/s,
32
è responsabile dell'elevato moto proprio osservato.
33
Il valore negativo della componente trasversale del moto, ovvero la velocità radiale, indica che la stella si sta avvicinando al sistema solare; si ritiene che raggiungerà la distanza minima tra circa 20
000 anni, quando dagli attuali 11,4 anni luce si porterà a soli 9 anni luce.
32
61 Cygni A
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La componente A del sistema di 61 Cyg è una stella di magnitudine 5,2 di
classe spettrale
K5 V, che possiede circa il 68% della
massa del Sole
il 66,5% del
suo diametro
e circa il 15% della
sua luminosità
. La
metallicità
della stella, misurata in base all'abbondanza di
ferro
, è pari al 74% di quella della nostra stella.
61 Cyg A possiede un'
attività magnetica
più intensa rispetto a quella registrata sul Sole; gli studi mostrano la presenza di un complesso ciclo di attività,
34
analogo al
ciclo solare
, con un periodo di circa 7,5 ± 1,7 anni.
35
36
La combinazione dell'attività delle
macchie fotosferiche
e dell'attività
cromosferica
rendono 61 Cygni A membro della classe di
variabili
note come
BY Draconis
. La superficie stellare manifesta una
rotazione differenziale
, con
periodi
che a seconda della
latitudine
variano da 27 a 45 giorni, con una media di 35 giorni.
Presenta inoltre una discreta
attività eruttiva
del tipo
UV Ceti
37
Raffronto tra le dimensioni del
Sole
(sinistra), di
61 Cygni A
(in basso) e
61 Cygni B
(in alto a destra)
Il
vento
emesso da 61 Cyg A produce una
bolla
astrosfera
) all'interno del
mezzo interstellare
circostante, appartenente alla
Nube Interstellare Locale
. Coincidente con la direzione del moto del sistema attorno al
centro galattico
, la bolla si estende sino a una distanza dalla stella di sole 30 UA, pari circa alla distanza che nel sistema solare separa il Sole da
Nettuno
; questa distanza è nettamente inferiore a quella che separa 61 Cyg A dalla componente B, il che dunque indica che le due stelle non condividano una comune astrosfera, come invece accade in sistemi binari più stretti. La sua compattezza è probabilmente il risultato della debole intensità del flusso di particelle del vento e della velocità relativamente alta con cui il sistema si muove attraverso il mezzo interstellare.
38
61 Cygni B
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La componente B del sistema è lievemente più piccola della compagna; di magnitudine 6,1 e classe spettrale K7 V, possiede circa il 63% della massa solare,
il 67% del suo diametro e circa il 10% della sua luminosità. La
metallicità
della stella, misurata in base alla abbondanza di
ferro
, è pari al 62% di quella del Sole.
61 Cygni B manifesta una variabilità più caotica rispetto a quella di A, caratterizzata dalla comparsa di frequenti
brillamenti
; sembra inoltre possedere un ciclo di attività di circa 11,7 anni.
36
La stella presenta un'attività eruttiva del
tipo UV Ceti
piuttosto pronunciata, e la sua cromosfera risulta del 25% più attiva rispetto a quella della componente A.
37
A causa della rotazione differenziale, il periodo di rotazione della stella varia a seconda della latitudine da 32 a 47 giorni, con un valore medio di 38 giorni.
L'età del sistema
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Gli astronomi non sono concordi nell'esatta stima dell'età del sistema, per via dei differenti risultati ottenuti con i differenti metodi d'indagine. Infatti, mentre le misurazioni sui moti spaziali restituiscono un valore prossimo ai 10 miliardi di anni,
33
l'analisi della velocità di rotazione (
girocronologia
) restituisce invece un valore ben più modesto, pari a 2,0 ± 0,2 miliardi di anni; ancora, le indagini basate sulla misurazione dell'attività cromosferica restituiscono dei valori diversi per le due componenti, ovvero 2,36 miliardi di anni per A e 3,75 per B. La stima dell'età basata sui modelli dell'
evoluzione stellare
restituisce invece un valore molto più basso, ponendo come limite superiore 0,44 e 0,68 miliardi di anni.
39
Tuttavia, un modello evolutivo che si serve del codice CESAM2k, sviluppato dall'
osservatorio della Costa Azzurra
, restituisce un'età per la coppia pari a 6,0 ± 1,0 miliardi di anni.
Ipotesi e ricerca di oggetti substellari
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Per via della sua vicinanza al sistema solare, 61 Cygni è oggetto di ricerche incentrate sull'individuazione di oggetti substellari (
pianeti
nane brune
); in diverse occasioni è stata annunciata la presenza di oggetti di piccola massa invisibili in orbita attorno a una delle componenti di 61 Cyg, ma ad oggi nessuna di queste scoperte è stata confermata. Nel
1942
Kay Aage Gunnar Strand
, allora direttore dello
United States Naval Observatory
, utilizzando delle osservazioni fotografiche effettuate negli osservatori di
Potsdam
Lick
, e
Sproul
, individuò delle piccole ma regolari variazioni nelle orbite di 61 Cygni A e B, il che gli fece ipotizzare la possibile esistenza di un terzo corpo orbitante attorno a 61 Cygni A.
40
In un articolo del febbraio
1957
, Strand analizzò molti dati e giunse alla conclusione che l'oggetto era di circa 8
masse gioviane
ed orbitava attorno alla stella in 4,8 anni, il che suggeriva una distanza media orbitale (
semiasse maggiore
) di circa 2,4 UA (359 milioni di km), pressappoco la medesima distanza del limite interno della
fascia principale
degli asteroidi nel sistema solare. A causa della sua piccola massa e del diametro pari a 1/10 del
Sole
, questo oggetto non ancora confermato venne chiamato
61 Cygni C
41
Le due componenti del sistema di 61 Cyg sono state scelte come obiettivi della missione
Space Interferometry Mission
(nell'immagine), allo scopo di rintracciare eventuali esopianeti di tipo terrestre.
Nel
1977
un'équipe di astronomi
sovietici
dell'
Osservatorio di Pulkovo
, presso
San Pietroburgo
, ipotizzarono la presenza di ben tre pianeti: due
giganti gassosi
di massa rispettivamente 6 e 12 volte quella di Giove in orbita attorno a 61 Cyg A, ed un terzo di 7 masse gioviane attorno a 61 Cyg B.
42
L'
anno successivo
Wulff Dieter Heintz
annunciò l'individuazione di un oggetto con una massa pari al 6% della massa del Sole (60 masse gioviane), ma verificò in questo modo che i dati iniziali non erano corretti.
43
Poiché sino ad ora non è stato individuato nessun
oggetto di massa planetaria
attorno alle stelle del sistema, un gruppo di lavoro del
McDonald Observatory
ha calcolato dei parametri-limite che potrebbero possedere eventuali pianeti in orbita attorno ad una delle due componenti del sistema: questi avrebbero masse comprese tra 0,07 e 2,4 masse gioviane e disterebbero dalla stella madre tra 0,05 e 5,2 UA.
44
Entrambe le stelle sono state scelte come obiettivi principali per la missione della
NASA
Space Interferometry Mission
45
potenzialmente in grado di individuare pianeti di almeno 3
masse terrestri
ad una distanza di 2 UA dalla stella. Le misurazioni spettroscopiche hanno rilevato la presenza di un eccesso di
radiazione infrarossa
, dovuto alla presenza di un
disco di polveri
attorno a una o a entrambe le componenti; tale disco si troverebbe ad una distanza ravvicinata alle componenti stellari, motivo per il quale non è ancora stato possibile risolverlo tramite le strumentazioni ottiche.
46
Per poter ospitare
acqua
liquida in superficie, un ipotetico
pianeta di tipo terrestre
dovrebbe trovarsi a sole 0,30 UA (44,9 milioni di km) dalla componente A e ad appena 0,20 UA (29,9 milioni di km) dalla componente B; a queste distanze, pari rispettivamente ai tre quarti e alla metà della distanza che separa
Mercurio
dal
Sole
, i pianeti avrebbero un
periodo orbitale
, rispettivamente, di 76,8 e 46,6 giorni, e, probabilmente, una
rotazione sincrona
Nella cultura di massa
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Lo stesso argomento in dettaglio:
Stelle e sistemi planetari nella fantascienza
La presunta scoperta da parte di Strand di un pianeta in orbita attorno a 61 Cygni A colpì lo
scrittore di fantascienza
Hal Clement
, che nel 1953 diede alle stampe
Stella doppia 61 Cygni
. In assenza di dati certi, Clement si prese alcune libertà nel creare il «suo pianeta»,
Mesklin
. Il processo che condusse all'invenzione delle caratteristiche del pianeta è descritto nell'articolo
Whirligig World
Mondo trottola
nelle versioni in
italiano
) pubblicato su
Astounding Science Fiction
nel giugno dello stesso anno.
47
Note
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V* V1803 Cyg -- Variable of BY Dra type
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simbad.u-strasbg.fr
, SIMBAD.
URL consultato il 15 luglio 2007
(61 Cygni A)
NSV 13546 -- Flare Star
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, SIMBAD.
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138
{\displaystyle {\begin{smallmatrix}\alpha _{R}\ =\ {\frac {138}{D}}\end{smallmatrix}}}
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URL consultato il 17 luglio 2007
Nel 1911 la velocità spaziale era stimata sui
79
62
100
{\displaystyle {\begin{smallmatrix}{\sqrt {79,4^{2}\ +\ 62^{2}}}\ =\ 100\end{smallmatrix}}}
km/s. Per raffronto, i dati più accurati ottenuti nel 1953 e nel 1997: una parallasse di 287,18 mas restituisce una distanza di 11,36
anni luce; il moto proprio risulta quindi incrementato a 87
km/s, che, combinato con la velocità radiale (−64
km/s), dà una velocità spaziale netta di
87
64
106
{\displaystyle {\begin{smallmatrix}{\sqrt {87^{2}\ +\ 64^{2}}}\ =\ 106\end{smallmatrix}}}
km/s.
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White dwarf members of the 61 Cygni group
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Le 20
stelle
più
vicine
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α Centauri
Proxima
Stella di Barnard
Wolf 359
Lalande 21185
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Luyten 726-8
Ross 154
Ross 248
ε Eridani
Lacaille 9352
Ross 128
EZ Aquarii
Procione
61 Cygni
Gliese 725
Groombridge 34
ε Indi
DX Cancri
τ Ceti
Gliese 1061
Le 20
stelle
con maggior
moto proprio
rispetto al
sistema solare
Stella di Barnard
Stella di Kapteyn
Groombridge 1830
Lacaille 9352
Gliese 1
61 Cygni
Gliese 299
Stella di Teegarden
Lalande 21185
Indi
Wolf 359
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40
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Centauri
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