Хамаль
Хамаль — ярчайшая звезда созвездия Овна, оранжевый гигант спектрального класса K2 III. Она находится примерно в 65,8 светового года от Солнца и светит в 70–80 раз мощнее него. Хамаль имеет массу около полутора солнечных, но его радиус уже достиг почти 14 радиусов Солнца.[1][2]
Измерения лучевой скорости выявили рядом с Хамалем вероятную массивную планету. Объект совершает оборот примерно за 381 сутки, имеет минимальную массу около 1,8 массы Юпитера и движется по умеренно вытянутой орбите с большой полуосью 1,2 астрономической единицы.[2]
Положение и наблюдение
Хамаль имеет байеровское обозначение α Овна — α Arietis. В традиционном рисунке созвездия он отмечает голову барана. Вместе с Шератаном и Мезартимом звезда образует короткую изогнутую цепочку — наиболее заметную часть Овна.
В Северном полушарии Овен лучше всего виден осенью и в начале зимы. Хамаль поднимается высоко над горизонтом на широтах России и уверенно различим в городском небе. Его видимая звёздная величина равна примерно +2,01.[1]
Оранжевый оттенок возникает из-за температуры поверхности около 4480 K. Цвет заметнее при сравнении с более горячим белым Шератаном. Бинокль показывает рядом несколько слабых фоновых звёзд, но сам Хамаль считается одиночной звездой; подтверждённого звёздного спутника у него нет.
Хамаль расположен примерно в десяти градусах севернее эклиптики. Луна и планеты проходят южнее него, однако звезда остаётся удобным ориентиром для поиска слабых объектов зодиакального созвездия.
Расстояние и движение
Параллакс Хамаля равен 49,56 ± 0,25 миллисекунды дуги. Этому соответствует расстояние 20,18 ± 0,10 парсека, или 65,81 ± 0,33 светового года.[1]
Собственное движение составляет около 189 миллисекунд дуги в год по прямому восхождению и −148 миллисекунд дуги в год по склонению. За столетие положение звезды относительно далёкого фона меняется примерно на 24 секунды дуги.[1]
Хамаль приближается к Солнечной системе с лучевой скоростью около 14,4 км/с.[1] Это движение не связано с короткими колебаниями скорости, по которым обнаружена вероятная планета: поступательное движение всей системы отделяется при обработке наблюдений.
Размеры и физические характеристики
Хамаль имеет массу 1,5 ± 0,2 массы Солнца. Прямое измерение углового диаметра дало около 6,41 миллисекунды дуги. В сочетании с параллаксом это соответствует радиусу 13,9 ± 0,3 радиуса Солнца, или приблизительно 9,7 млн километров.[2]
Если поместить Хамаль в центр Солнечной системы, его поверхность находилась бы примерно в 0,065 а. е. от центра — значительно внутри орбиты Меркурия, но почти в десять раз дальше солнечной поверхности.
Эффективная температура равна 4481 ± 11 K.[2] Поверхность холоднее солнечной примерно на 1300 K, однако её площадь почти в 200 раз больше. Поэтому полная светимость достигает примерно 70–80 солнечных.
Средняя плотность Хамаля примерно в тысячу раз ниже солнечной. Значительная часть объёма приходится на разреженную внешнюю оболочку, а основная масса сосредоточена ближе к ядру.
Содержание железа в атмосфере немного ниже солнечного: [Fe/H] = −0,22 ± 0,04.[2] Обозначение Ca−1 в спектральном классе указывает на несколько ослабленные линии кальция относительно обычного спектра K2-гиганта.
Эволюционное состояние
Хамаль сформировался как белая звезда главной последовательности массивнее Солнца. В её ядре водород превращался в гелий преимущественно через углеродно-азотно-кислородный цикл.
После истощения водорода в центре ядро сжалось, а окружающие слои нагрелись. Горение водорода продолжилось в оболочке вокруг гелиевого ядра, внешняя атмосфера расширилась, а температура поверхности снизилась. Звезда стала оранжевым гигантом.
Возраст оценивается примерно в 3–4 млрд лет. Точное значение зависит от начального химического состава, массы и стадии движения по ветви гигантов. Масса Хамаля недостаточна для образования железного ядра и вспышки сверхновой.
В дальнейшем в ядре начнётся слияние гелия с образованием углерода и кислорода. После завершения ядерных реакций внешние слои будут сброшены и образуют планетарную туманность, а горячее ядро станет углеродно-кислородным белым карликом.
Колебания звезды
Хамаль демонстрирует небольшие изменения лучевой скорости на временах порядка суток. Они возникают из-за акустических колебаний в протяжённой оболочке гиганта. Несколько режимов пульсации накладываются друг на друга и создают нерегулярный сигнал.[2]
Амплитуда собственных колебаний достигает десятков метров в секунду — величины, сопоставимой с воздействием массивной планеты. Поэтому поиск планет у гигантов требует отделять стабильный орбитальный период от пульсаций, вращения и активности поверхности.
Проецированная скорость вращения Хамаля составляет около 3,4 км/с.[2] При радиусе 13,9 солнечного это соответствует верхнему пределу периода вращения около двухсот суток; точное значение зависит от наклона оси звезды к лучу зрения.
Спектральные индикаторы активности и форма линий не меняются синхронно с 381-суточным сигналом. Это поддерживает планетное объяснение долгопериодических колебаний скорости.[2]
Вероятная планета Хамаль b
Лучевая скорость звезды меняется с периодом 380,8 ± 0,3 суток и полуамплитудой 41,1 ± 0,8 м/с. Сигнал сохранялся в наблюдениях с 2003 по 2010 год и согласуется с более ранними измерениями.[2]
Наиболее вероятная орбита имеет большую полуось около 1,2 а. е. и эксцентриситет 0,25 ± 0,03.[2] Расстояние до звезды меняется примерно от 0,9 а. е. в периастре до 1,5 а. е. в апоастре.
Метод лучевых скоростей определяет только минимальную массу. Для Хамаля b она равна 1,8 ± 0,2 массы Юпитера.[2][3] Если орбита сильно наклонена к лучу зрения, истинная масса может быть больше.
Планета получает от расширившегося гиганта значительно больше энергии, чем Земля от Солнца. Даже на расстоянии 1,2 а. е. поток излучения в десятки раз превышает земной. Газовый гигант обращается далеко за современной поверхностью звезды, но дальнейшее расширение Хамаля изменит его орбитальные условия.
Стабильность периода, отсутствие связи с хромосферной активностью и неизменная форма спектральных линий делают планетное объяснение наиболее вероятным. Первичная публикация всё же использует определение «вероятная экзопланета», поскольку собственная переменность гигантов не всегда полностью исключается.[2]
Историческое значение
Из-за прецессии земной оси точка весеннего равноденствия медленно перемещается вдоль эклиптики. Более двух тысяч лет назад она находилась в созвездии Овна, и Хамаль был одной из ближайших к ней ярких звёзд.
Положение Хамаля использовалось в древних календарных и астрономических наблюдениях для обозначения времени года. Современная точка весеннего равноденствия находится в Рыбах, но знак Овна по исторической традиции по-прежнему служит её астрономическим символом.
Название
Название Хамаль происходит от арабского ра’с аль-хамаль — «голова барана». Оно описывает положение звезды в традиционной фигуре созвездия.
В исторических европейских источниках встречались формы Hemal, Hamul и Ras Hammel. Название Эль-Нат — «бодающий» — также применялось к Хамалю, но позднее закрепилось за звездой β Тельца.
Международный астрономический союз утвердил имя Hamal для α Овна 20 июля 2016 года.[4]
См. также
Источники
- ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 α Arietis // SIMBAD, Centre de données astronomiques de Strasbourg.
- ↑ 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 2,12 2,13 2,14 2,15 2,16 2,17 2,18 Lee B.-C. et al. A likely exoplanet orbiting the oscillating K-giant α Arietis // Astronomy & Astrophysics. 2011. Vol. 529. A134.
- ↑ Alpha Arietis b // NASA Exoplanet Catalog.
- ↑ Bulletin of the IAU Working Group on Star Names, No. 1 // International Astronomical Union. 2016.