Wega i Kapella – pierwsze wigilijne gwiazdki

Według chrześcijańskiej tradycji, wigilijną kolację powinniśmy rozpocząć po dostrzeżeniu pierwszej gwiazdki na niebie. Bardzo często tę rolę przejmują planety (Wenus, Jowisz bądź Mars) i tak też będzie w tym roku. W wigilijny wieczór prawdziwą „pierwszą gwiazdką” na niebie jest jednak Wega z gwiazdozbioru Lutni albo Kapella z gwiazdozbioru Woźnicy. To, którą dojrzymy jako pierwszą, zależy kierunku, w którym będziemy jej wypatrywać po godzinie 16:00. Wegę znajdziemy na niebie zachodnim, natomiast Kapellę od strony horyzontu wschodniego. Czas, gdy miliony ludzi na krótką chwilę staną się miłośnikami astronomii, to dobra okazja na lepsze zapoznanie się z tymi dwiema jasnymi gwiazdami. 

NA NASZYM NIEBIE

Z pozorną jasnością 0,03 mag, Wega jest najjaśniejszym obiektem w konstelacji Lutni, piątą pod względem jasności gwiazdą na nocnym niebie, drugą na północnej półkuli niebieskiej (po Arkturze) i trzecią widoczną z naszych szerokości geograficznych (po Arkturze i Syriuszu). Wega jest gwiazdą zmienną z niewielką amplitudą jasności w zakresie od -0.02 do 0.07 magnitudo. Nieznacznie ciemniejsza Kapella (średnio 0,08 mag) będąc naturalnie najjaśniejszą gwiazdą Woźnicy, zajmuje miejsce tuż pod Wegą we wszystkich tych klasyfikacjach i jest najjaśniejszą nigdy nie zachodzącą gwiazdą dla obserwatorów z Polski (Wega chowa się pod horyzontem w południowych rejonach naszego kraju). Kapella znajduje się bliżej północnego bieguna niebieskiego niż jakakolwiek inna gwiazda pierwszej wielkości. Deklinacja obu gwiazd powoduje, że nie pojawiają się nigdy nad horyzontem dopiero na południe od 44° (w przypadku Kapelli) i 51° (w przypadku Vegi) szerokości geograficznej południowej, co przy nierównomiernym rozmieszczeniu lądów na Ziemii sprawia, że obie gwiazdy są widoczne niemal nad każdym zamieszkałym terenem (z całą Australią włącznie). Kapella i Wega znajdują się po przeciwnych stronach bieguna niebieskiego, w podobnej odległości od niego.

Obie gwiazdy ze względu na swoją jasność nie powinny sprawić najmniejszych problemów nawet początkującym obserwatorom. Wega w naszych szerokościach geograficznych jest gwiazdą kojarzoną z latem i wtedy też można zobaczyć ją w pobliżu zenitu późnym wieczorem. Gwiazda leży w wierzchołku popularnego i łatwo rozpoznawalnego asteryzmu zwanego Trójkątem Letnim, który tworzy wraz z Altairem w gwiazdozbiorze Orła i Denebem w Łabędziu. Formacja ta ma w przybliżeniu kształt trójkąta prostokątnego, w którym Wega wyznacza kąt prosty. Kapellę najłatwiej odnajdziemy przedłużając mniej więcej czterokrotnie linię łączącą dwie „górne” gwiazdy Wielkiego Wozu, lub kierując w zimowe noce swój wzrok w zenit (w styczniu około 23:00, w lutym około 21, w marcu około 19). Podobnie jak Wega, Kapella również jest elementem dużego i złożonego z jasnych gwiazd asteryzmu, zwanego Sześciokątem Zimowym.

ODLEGŁOŚĆ, WIEK I RUCH WŁASNY

Znajdująca się w odległości około 25 lat świetlnych od Słońca (7,68 parseka) Wega jest jedną z najbiższych nam jasnych gwiazd (po Tolimanie, Syriuszu, Procjonie i Altairze), dzięki czemu pomimo znacznie mniejszych rozmiarów, jest nieco jaśniejsza niż Kapella znajdująca się w odległości 42,8 lat świetlnych (13,12 parseków) od Słońca. Wega to druga gwiazda (po Alfie Centauri), której odległość oszacowano na podstawie pomiarów paralaksy. W latach 1835-1836 astronom Friedrich Georg Wilhelm von Struve z obserwatorium uniwersyteckiego w Dorpacie zmierzył odległość Wegi, publikując swoje wyniki w 1837 roku. 

Licząca sobie około 455 milionów lat Wega jest dziesięciokrotnie młodsza od Słońca, ale ponieważ jest 2,1 razy masywniejsza, jej oczekiwany czas życia stanowi również jedną dziesiątą spodziewanej długości życia Słońca; obie gwiazdy zbliżają się obecnie do połowy swojego życia w ciągu głównym na diagramie Hertzsprunga-Russella. Nieco starsze (590 – 650 mln lat) Kapella Aa i Kapella Ab wyczerpały już swój zapas wodoru w jądrze, ochłodziły się i rozszerzyły, opuszczając tym samym ciąg główny.

Wega obecnie zbliża się do Słońca w swoim ruchu wokół Centrum Galaktyki i według pomiarów sondy Hipparcos za 210 tysięcy lat stanie się jaśniejsza niż Syriusz, który wówczas będzie się już od nas oddalał. Za 290 tysięcy lat Wega znajdzie się w odległości 17,1 roku świetlnego i osiągnie największą jasność (-0,81 mag), po czym zacznie się od nas oddalać. Ruch własny Kapelli jest równoległy do ruchu niedalekiej gromady otwartej Hiad. Również wiek tych gwiazd, oceniany na podstawie modeli ewolucji, wskazuje na ich wspólne pochodzenie. Kapella oddala się od Słońca w ruchu wokół Centrum Galaktyki. Według pomiarów sondy Hipparcos, w okresie od 210 do 160 tysięcy lat p.n.e. była najjaśniejszą gwiazdą nocnego nieba. Największą jasność (-0,82m) osiągnęła nieco wcześniej (ok. 240 tysięcy lat p.n.e.), gdy była oddalona od Słońca o 27,9 roku świetlnego, jednak wtedy jaśniejszy był Aldebaran. 

„BĄCZEK” WEGA I POCZWÓRNA KAPELLA

Gdy promień Wegi zmierzono z dużą dokładnością za pomocą interferometru, otrzymano nieoczekiwanie dużą szacunkową wartość: około 2,73 razy większą od promienia Słońca. Jest to wartość o 60% większa niż w przypadku Syriusza, podczas gdy modele gwiazd wskazywały, że promień Wegi powinien być tylko o około 12% większy. Jednakże taką rozbieżność można wyjaśnić faktem, że Wega jest bardzo szybko rotującą gwiazdą, obserwowaną przez nas z perspektywy jej bieguna. Obserwacje wykonane za pomocą interferometru CHARA w latach 2005-2006 potwierdziły tę tezę. W górnym zakresie szacunków prędkość obrotowa Vegi wynosi 236,2 ± 3,7 km/s wzdłuż równika, czego efektem jest pełny obrót w zaledwie 12,5 godziny. Jest to 88% prędkości, przy której gwiazda zaczęłaby się rozpadać w wyniku działania siły odśrodkowej. Ten szybki obrót Vegi powoduje wyraźne wybrzuszenie równikowe, którego efektem jest promień równikowy o 19% większy niż promień biegunowy, wynoszący około 2,36 promienia Słońca.

Na podstawie wykrycia większego promieniowania podczerwonego, niż oczekiwano, podejrzewa się, że Wega posiada okołogwiazdowy dysk pyłowy. Pył ten prawdopodobnie powstaje w wyniku zderzeń pomiędzy obiektami na orbicie dysku, który wydaje się być analogiczny do Pasa Kuipera w Układzie Słonecznym. Złożona struktura dysku, z wyraźną wewnętrzną granicą, stanowi silną sugestię, że Wega może posiadać układ planetarny. Obserwacje z użyciem koronografu w 2005 roku ograniczyły maksymalną masę ciał okrążających Wegę do 5-10 mas Jowisza. Kosmiczny Teleskop Spitzera nie zaobserwował obiektów o masie większej niż 1-4 masy Jowisza w odległościach 100–200 j.a.

W promieniu kilku minut łuku od Kapelli znajduje się szereg gwiazd, a część z nich została wymieniona jako jej towarzysze w niektórych katalogach. Katalog Washington Double Star zawiera listę komponentów oznaczonych literami od A do R, gdzie A to gwiazda widoczna gołym okiem. Większość z nich to pozorni towarzysze znajdujący się przypadkowo na linii wzroku, ale bliska para czerwonych karłów H i L znajduje się w tej samej odległości co jasny składnik A i porusza się wraz z nim w przestrzeni, co sugeruje zależność grawitacyjną.

Kapella A sama jest spektroskopowym układem podwójnym ze składnikami Aa i Ab, żółtymi olbrzymami podobnej wielkości. Ich jasności przekraczają jasność Słońca około 80-krotnie i mają one 12 oraz 8,8 razy większe rozmiary od naszej gwiazdy. Obiegają wspólny środek masy w odległości nieco większej od 100 milionów kilometrów (0,72 j.a.) z okresem orbitalnym równym 104 dni. Pobliska słaba gwiazda, oznaczona jako Kapella H, okazała się być rzeczywiście fizycznie powiązana z jasną parą gwiazd głównych. Jest to czerwony karzeł oddalony od pary gigantów o około 10.000 jednostek astronomicznych. Kapella H również posiada własnego bliskiego towarzysza, jeszcze słabszego czerwonego karła (Kapella L), który znajdował się w odległości 1,8 sekundy kątowej, gdy został odkryty w 1935 roku. W 2015 roku separacja wzrosła do 3,5″, co umożliwiło ustalenie parametrów orbity 80 lat po odkryciu.

Niektóre klasyfikacje jasności wizualnej gwiazd umieszczają główne składniki układu na osobnych pozycjach. Kapella Aa o jasności 0,71 mag zajmuje wówczas 11 miejsce wśród najjaśniejszych gwiazd nocnego nieba, a Kapellę Ab o jasności 0,96 mag znajdziemy na 14 pozycji. Osobiście nie rozumiem takiego podziału w przypadku układu podwójnego, którego składników nie można rozdzielić optycznie, nawet za pomocą teleskopów o wysokiej zdolności rozdzielczej.

HISTORIA I ZNACZENIE

Uważa się, że nazwa Wegi pochodzi od arabskiego terminu Al Nesr al Waki (النسر الواقع), który pojawił się w katalogu gwiazd Al Achsasi al Mouakket i został przetłumaczony na łacinę jako Vultur Cadens („spadający orzeł/sęp”). Konstelacja Lutni (Liry) była przedstawiana jako sęp w starożytnym Egipcie oraz jako orzeł lub sęp w starożytnych Indiach. Nazwa arabska pojawiła się następnie w świecie zachodnim w Tablicach alfonsyńskich, które zostały sporządzone w latach 1215–1270 na polecenie króla Alfonsa X. Średniowieczne astrolabia Anglii i Europy Zachodniej używały nazw Wega i Alvaca (obecnie Altair), przedstawiając dwie gwiazdy jako ptaki.

Asyryjczycy nazwali tę gwiazdę Dajan-sam (Sędzia Niebios), podczas gdy w języku akadyjskim była to Tir-anna (Życie Niebios). W astronomii babilońskiej Wega mogła być jedną z gwiazd o imieniu Dilgan (Posłaniec Światła). Dla starożytnych Greków konstelacja Lutni (Liry) została utworzona z harfy mitycznego Orfeusza z Wegą jako jej rękojeścią. W języku chińskim 織女 (Zhī Nǚ), oznaczające Tkającą Dziewczynę, odnosi się do asteryzmu składającego się z Vegi oraz ε Lyrae i ζ1 Lyrae. W związku z tym chińska nazwa Vegi to 織女一 (Zhī Nǚ yī, czyli „pierwsza gwiazda Tkaczki”). Japoński festiwal Tanabata przedstawia Orihime, niebiańską księżniczkę lub boginię, reprezentowaną przez Wegę, która zakochuje się w Hikoboshim, reprezentowanym przez gwiazdę Altair. Bogowie umieszczają jednak dwoje kochanków na niebie, oddzielonych Niebiańską Rzeką (Drogą Mleczną).

Wega od wieków była szeroko badana przez astronomów, dlatego nazwano ją „prawdopodobnie kolejną najważniejszą gwiazdą na niebie po Słońcu”. Wega była północną gwiazdą biegunową (polarną) około 12.000 p.n.e. i będzie nią ponownie około 13.727 roku. 17 lipca 1850 roku stała się pierwszą sfotografowaną gwiazdą (inną niż Słońce), kiedy została uwieczniona przez Williama Bonda i Johna Adamsa Whipple’a w Obserwatorium Harvard College za pomocą dagerotypu i 15″ refraktora. W sierpniu 1872 roku Henry Draper wykonał zdjęcie widma Wegi – pierwsze zdjęcie widma gwiazdy innej niż Słońce, pokazujące linie absorpcyjne.

Wega zyskała na znaczeniu w kulturze popularnej pod koniec lat 90-tych, po adaptacji powieści Carla Sagana „Kontakt” na hollywoodzki film w reżyserii Roberta Zemeckisa. Film z Jodie Foster w roli głównej opowiada historię astronomki pracującej nad poszukiwaniem inteligencji pozaziemskiej (SETI), która odkrywa sygnał pochodzący z okolic Wegi.

Tradycyjna nazwa Capella to po łacinie (mała) samica kozy. Alternatywna nazwa Capra była częściej używana w czasach klasycznych. Jest to tłumaczenie greckiej nazwy gwiazdy Aἴξ (Aix), oznaczającej „Kozę”. Uważa się, że o Kapelli wspomina już akadyjska inskrypcja datowana na XX wiek p.n.e. Jej symbolika związana z kozą sięga Mezopotamii, gdzie znajdziemy konstelację zwaną „GAM”, „Gamlum” lub „MUL.GAM” w dokumencie MUL.APIN z VII wieku p.n.e. W późniejszych latach astronomowie beduińscy stworzyli konstelacje będące grupami zwierząt, gdzie każda gwiazda reprezentowała jedno zwierzę, a gwiazdy Woźnicy wskazywały na stado kóz. W czasach klasycznych Kapella była postrzegana jako zapowiedź deszczu. Na mapach nieba wyznaczała lewe ramię gwiazdozbioru Woźnicy lub kozę niesioną przez tę postać, jak widzimy to Almagescie Ptolemeusza z II wieku, a trzy pobliskie gwiazdy (Epsilon Aurigae, Zeta Aurigae i Eta Aurigae) zostały zidentyfikowane wcześniej przez Pliniusza Starszego i Maniliusa jako koźlęta stanowiące odrębną konstelację. W Uranometrii Johanna Bayera z 1603 roku, Kapella zaznacza plecy Woźnicy. 

W mitologii greckiej gwiazda najczęściej przedstawiała kozę Amalteę, która karmiła małego Zeusa. To właśnie ta koza, której róg, po przypadkowym odłamaniu przez Zeusa, zamienił się w róg obfitości. W Starożytnym Egipcie wiązano ją z bogiem Ptahem, a według angielskiego astronoma Normana Lockyera co najmniej pięć egipskich świątyń było zorientowanych w kierunku, którym zachodziła Kapella. Starożytnym Bałtom Kapella była znana jako Perkūno Ožka „Koza Gromu” lub Tikutis, a w folklorze Słowian południowych, Kapella był „Jastrebem” (jastrzębiem), lecącym wysoko nad głową i gotowym rzucić się na Matkę Kurę (Plejady) i Koguta (gwiazda Elnath). W mitologii hinduskiej była postrzegana jako serce Brahmy (Brahma Hṛdaya), a w tradycyjnej chińskiej astronomii jako element asteryzmu 五車 (Wŭ chē; Pięć Rydwanów), który składał się z Kapelli wraz z Betą Aurigae, Thetą Aurigae i Iotą Aurigae, a także Betą Tauri. W astronomii Eskimosów Kapella wraz z Menkalinanem (Beta Aurigae), Polluxem (Beta Geminorum) i Castorem (Alpha Geminorum) utworzyły konstelację Quturjuuk, „obojczyk”. Konstelacja ta, używana do nawigacji i pomiaru czasu w nocy, była znana od Alaski po zachodnią Grenlandię. W mitologii australijskich Aborygenów gwiazda byłą „Purrą”, kangurem ściganym i zabijanym przez pobliskie bliźniaki – Yurree (Kastor) i Wanjel (Pollux).

W 2016 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna zorganizowała grupę roboczą ds. nazw gwiazd w celu katalogowania i standaryzacji nazw własnych gwiazd. Opracowany wówczas katalog nazw gwiazd wymienia Kapellę jako odnoszącą się do gwiazdy α Aurigae Aa (nie całego układu czterech gwiazd).

---

1. https://skyandtelescope.org/vega-the-star-at-the-center-of-everything/
2. https://skyandtelescope.org/astronomy-news/meet-capella-goat-star/
3. https://www.skyatnightmagazine.com/advice/vega
4. https://www.space.com/21719-vega.html
5. https://www.space.com/21989-capella-star.html
6. https://earthsky.org/vega-brilliant-blue-white-is-third-brightest-star/
7. https://earthsky.org/capella-is-the-stellar-beacon-of-auriga-the-charioteer/

202 views