Najjaśniejsze gwiazdy nocnego nieba w przeszłości i przyszłości

Sonda Gaia – wizja artystyczna

Najjaśniejsza gwiazda nocnego to Syriusz. Wie o tym nawet początkujący miłośnik astronomii. Ale ponieważ niebo nie jest stałe jak uważano w starożytności, to nie zawsze tak było. Konstelacje na przestrzeni tysięcy lat powoli się zmieniają i w przyszłości inna gwiazda zajmie miejsce Syriusza w roli najjaśniejszej gwiazdy ziemskiego nieba. Gwiazdy poruszają się ruchem własnym przez kosmiczną przestrzeń, stąd ich pozorna jasność zmienia się w miarę zbliżania się lub oddalania od Słońca.

Przykładowo, Alfa Centauri – najbliższa nam obecnie jasna gwiazda przemierza galaktykę z prędkością 33 kilometrów na sekundę względem Słońca. Przez 100 lat przeleci 0,011 roku świetlnego, czyli niewiele w porównaniu z obecną odległością 4,4 roku świetlnego, a więc zmiana jasności będzie znikoma. Jednak gdy spojrzymy na perspektywę 100.000 lat gdy gwiazda pokona 11 lat świetlnych, jej jasność pozorna znacząco się zmieni. Jak widzimy na poniższych wykresach, Alfa Centauri jeszcze nieznacznie zwiększy swą jasność (maksymalnie -0,99 mag za 28.000 lat) zbliżając się do Układu Słonecznego, po czym zacznie się oddalać i tym samym bardzo szybko w porównaniu do innych jasnych gwiazd tracić na jasności. Syriusz również jeszcze znajduje się przed swoim “maksimum”, które osiągnie za około 60.000 lat (jasność -1,64 mag).

Widzimy również uderzający kontrast między szybkim zwiększeniem i zmniejszeniem jasności Syriusza, Alfy Centauri, Arktura i Vegi, a bardzo szerokim maksimum Kanopusa. Różnica jest kwestią jasności absolutnej samej gwiazdy i jej odległości w czasie najbliższego podejścia. Syriusz i jego kompani to stosunkowo niewielkie gwiazdy znajdujące się w odległości kilku lub kilkunastu lat świetlnych od Słońca i w ten sposób „mijają” nas szybko, podczas gdy bardzo duży i jasny Kanopus (szerzej o nim TUTAJ) zbliżył się na odległość 177 lat świetlnych.

Przyjrzyjmy się najjaśniejszym gwiazdom w przeszłości i przyszłości. Astronomka Jocelyn Tomkin z University of Texas posługując się danymi zebranymi przez satelitę Hipparcos (katalog 118.000 gwiazd z pomiarem odległości i ruchów własnych) opisała szesnaście różnych gwiazd, które albo były albo będą dzierżyć miano najjaśniejszej na ziemskim niebie od 5 milionów lat temu do 5 milionów lat w przyszłość. Ponowna analiza danych z Hipparcosa i nowe dane ze z misji Gaia ujawniły niezbędną poprawkę na liście. Poniższe zestawienie pomija gwiazdę Gliese 710, która za około 1,35 miliona lat będzie dostatecznie blisko, aby mieć jasność -2,7 magnitudo. Ruch własny, odległość i prędkość radialna tej gwiazdy, wyznaczone na podstawie obserwacji satelity Hipparcos, wskazywały że za około 1,4 miliona lat znajdzie się ona w odległości 1,1 roku świetlnego (70 tysięcy j.a.) od Ziemi. Na podstawie znacznie dokładniejszych danych z sondy Gaia, astronomowie z Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu obliczyli, że gwiazda ta za około 1,35 mln lat minie Słońce w odległości zaledwie 13,4 ± 6,2 tysiąca jednostek astronomicznych (ok. 77 dni świetlnych). Będzie to największe zbliżenie innej gwiazdy do Słońca w przedziale od -10 do 20 milionów lat od chwili obecnej.

Możemy zauważyć, że najjaśniejsze gwiazdy z przeszłości były jaśniejsze niż najjaśniejszy gwiazdy w przyszłości. W szczególności warto tutaj zwrócić uwagę na parę gwiazd około 4,5 miliona lat temu Epsilon Canis Majoris (Adara) i nieco słabszą Betę Canis Majoris (Mirzam). Jeszcze bardziej interesujące jest to, że w pewnym momencie (właśnie około 4,5 mln lat wstecz) obydwie świeciły na ziemskim niebie z jasnością większą niż -3,6 magnitudo (wykres poniżej). Jednak głównym bohaterem diagramu wydaje się być wspomniany już Kanopus, który jest jedyną gwiazdą, która wskakiwała na tron więcej niż jeden raz. Kanopus był “tym najjaśniejszym” nie mniej niż trzy razy i zrobi to jeszcze raz w przyszłości. Kanopus po raz pierwszy w tym okresie czasu królował na naszym niebie pomiędzy 3.700.000 a 1.370.000 lat temu. Wówczas znalazł się najbliżej nas w swojej historii. Miało to miejsce ok 3,110,000 lat temu, gdy gwiazda zbliżyła się na 177 lat świetlnych od Ziemi i świeciła z jasnością widomą -1.86 mag. W czasie pierwszego “panowania” Kanopusa, na Ziemi pojawili się pierwsi przedstawiciele rodzaju Homo (Homo gautengensis i Homo habilis kolejno 2,5 i 2,3 mln lat temu).

Potem przez kilkaset tysięcy lat, dwie znacznie mniejsze gwiazdy Zeta Sagittarii (Ascella) i Zeta Leporis zbliżyły się do Ziemi na tyle ((8 i 5,3 lat świetlnych), że kolejno przejęły tytuł najjaśniejszej. Kanopus odzyskał tron 950,000 lat temu, kiedy znajdował się już 252 lat świetlnych od Ziemi i świecił z jasnością -1,09 magnitudo. Jest to czas, kiedy zasiedlający Azję Homo erectus zaczął posługiwać się ogniem, co mogło powodować pierwszej w historii problemy zanieczyszczenia światłem z powodu rozwoju cywilizacji. Kanopus utrzymywał tytuł najjaśniejszej gwiazdy aż do 420.000 lat temu, kiedy najpierw Aldebaran, a potem Kapella przejęły tron. Warto na przykładzie tych dwóch gwiazd zwrócić uwagę, że nie znajdowały się one w tym samym miejscu jak obecnie. Jak widzimy na mapie, Aldebaran z Kapellą znajdowały się około 450.000 lat temu w okolicach obecnej Vegi i przez setki tysięcy lat przesuwały się w kierunku obecnego położenia na niebie. W czasie panowania Aldebarana, Europę i Azję zaczął zasiedlać Człowiek neandertalski (ok. 400.000 lat temu), a nieco później (najstarsze szacunki mówią o nawet 300.000 lat) w Afryce pojawił się się Homo sapiens. W stosunkowo krótkim czasie, zarówno Aldebaran jak i Kapella oddaliły się od nas na tyle, żeby Kanopus ponownie objął panowanie, począwszy od 160.000 lat temu, kiedy znajdował się 302 lat świetlnych od Ziemi co dawało mu jasność -0,70 mag, aż do 90.000 lat temu, gdy rozpoczęło się panowanie Syriusza. Jesteśmy w czasach współczesnych.

Ten przegląd pokazuje również, że Syriusz ze swoją obecną jasnością -1,44 magnitudo jest o około 0,5 magnitudo jaśniejszy niż średnia jasność najjaśniejszych gwiazd nocnego nieba w niedawnej przeszłości i przyszłośći, a kiedy osiągnie maksimum (-1,64 mag), będzie jaśniejszy niż jakakolwiek inna gwiazda od miliona lat wstecz do miliona lat w przyszłość. Syriusz będzie najjaśniejszy na niebie do 210.000 roku gdy kolejną najjaśniejszą zostanie Vega. Ale kiedy Vega straci tytuł około 480.000 roku, która gwiazda będzie najjaśniejsza? Znowu Kanopus – tym razem z jasnością -0,40 mag. Dopiero gdy przeniesiemy się 990.000 lat w przyszłość Kanopus zostanie zastąpiony przez Menkalinan i nigdy nie odzyska tytułu. 

Jeśli znajdująca się obecnie ponad 200 lat świetlnych od nas Delta Scuti zachowa swój obecny ruch i jasność, przejdzie w odległości 10 lat świetlnych od Układu Słonecznego, stając się kolejną najjaśniejszą gwiazdą na niebie, za ponad milion lat. Osiągnie pozorną wielkość -1,84 mag, jako pierwsza jaśniejsza gwiazda od obecnego Syriusza. Za półtora miliona lat Gamma Draconis (Eltanin) znajdzie się bliżej niż 28 lat świetlnych od Słońca i w okresie od 1,33 do 2,03 miliona lat w przyszłości przejmie rolę najjaśniejszej gwiazdy z krótką przerwą na wspomnianą wyżej Gliese 710, która przemknie szybko w pobliżu Słońca. Obserwowana wielkość gwiazdowa Eltanina osiągnie -1,39 mag. Kolejna na liście Ypsilon Librae to obecnie niepozorna gwiazda o jasności 3,6 mag w gwiazdozbiorze Wagi. Ruch własny tej gwiazdy zbliża ją jednak do Układu Słonecznego, co spowoduje że w okresie od 2,03 do 2,67 miliona lat w przyszłości przejmie miano najjaśniejszej. Jej obserwowana janość w momencie zbliżenia na odległość 30 lat świetlnych od Układu Słonecznego osiągnie -0,46 mag. 

Za nieco ponad 2,5 mln lat, tytuł przypadnie kolejnej gwieździe związanej obecnie z gwiazdozbiorem Wielkiego Psa. NR Canis Majoris (HR2853) to układ podwójny znajdujący się na wschód od Syriusza i Gamma Canis Majoris w pobliżu granicy z gwiazdozbiorem Rufy. Obecnie jest słabo widoczny gołym okiem (5,6 mag) z powodu odległości około 297 lat świetlnych od Słońca. Układ zbliża się jednak do nas z prędkością radialną -29 km/s i przewiduje się, że za około trzy miliony lat zbliży się na odległość 14 lat świetlnych. W tym czasie gwiazda osiągnie jasność -0,88 mag.

Obecnie Omikron Herculis jest gwiazdą o jasności 3,8 mag, widoczną gołym okiem, ale niespecjalnie wyróżniającą się na niebie. Jednak apeks Słońca, czyli punkt, w kierunku którego zdąża Słońce w ruchu wokół Centrum Galaktyki, znajduje się na niebie blisko tej gwiazdy. Oznacza to, że odległość między Układem Słonecznym a Omikron Herculis maleje, a jej obserwowana jasność rośnie. Dzięki temu w okresie od 3,05 do 3,87 miliona lat w przyszłości Omikron Herculis stanie się najjaśniejszą z obserwowalną wielkością -0,63 mag, czyli porównywalną z obecnym Kanopusem. Wiąże się to z faktem, że gwiazda zbliży się do Układu Słonecznego na odległość 44 lat świetlnych. Ostatnią gwiazdą na liście jest Beta Cygni czyli bardzo lubiana para gwiazd znana jako Albireo. W odległej przyszłości znajdzie się o 300 lat świetlnych bliżej niż obecnie, osiągając tym samym jasność -0,52 mag. Nie wiadomo jednak, czy dwa komponenty β Cygni A i B krążą wokół siebie w fizycznym układzie podwójnym, czy są “jedynie” układem optycznym.

Jak wiarygodne są te obliczenia? Z wyjątkiem Kanopusa, pięć najjaśniejszych obecnie gwiazd to obiekty stosunkowo bliskie co sprawia, że znamy ich odległości i ruchy własne z marginesem błędu poniżej 1 procenta, z czego wynika niepewność odnośnie ich szacowanych jasności w przeszłości i przyszłości poniżej 0,01 magnitudo. Dla Kanopusa niepewność szacowanej jasności wynosi maksymalnie 0,11 magnitudo. Dzięki temu jego krzywa jasności jest również bardzo wiarygodna. 12 pozostałych gwiazd znajduje się obecnie znacznie dalej, więc szacunki dotyczące ich odległości i ruchów własnych są mniej dokładne. Niedokładność ich odległości (około 4 procent) i ruchów własnych (nawet około 6 procent) powodują średnią niepewność 0,2 magnitudo w szacowanych maksimach jasności. Pozycja tych gwiazd jest zatem nadal dosyć mocna, ale dokładniejsze dane mogą doprowadzić do obalenia jednej lub dwóch z nich.


Ciekawostka

Około 7,3 miliona lat temu, czyli wcześniej niż analizowany przedział czasu, potrójny układ gwiazd znany jako Algol z jasnością absolutną aż 100 razy większa od jasności Słońca, przeszedł w odległości zaledwie 9,8 lat świetlnych od Układu Słonecznego. Obserwator na Ziemi w tym czasie zobaczyłby Algola jako gwiazdę o jasności wizualnej około -2,8 mag. Obecnie Algol znajduje się 93 lat świetlnych od nas.


Główne źródło – Tomkin, Jocelyn (April 1998). “Once and Future Celestial Kings”. Sky and Telescope. 95 (4): 59–63

Może Ci się również spodoba

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.