Tau Ceti

Tau Ceti Descrição desta imagem, também comentada abaixo Tau Ceti (no centro) na parte sul da constelação da Baleia (Cetus em latim ). Dados de observação
( época J2000.0 )
Ascensão certa 01 h  44 m  04.0829 s
Declinação −15 ° 56 ′ 14,928 ″
constelação Baleia
Magnitude aparente 3,50

Localização na constelação: Baleia

(Veja a situação na constelação: Baleia) Cetus IAU.svg
Características
Tipo espectral G8 V
Índice UB 0,22
Índice BV 0,72
Variabilidade Algum
Astrometria
Velocidade radial -16,4  km / s
Movimento limpo μ α  = −1 721,94  mas / a
μ δ  = 854,17  mas / a
Paralaxe 274,18 ± 0,80  mas
Distância 11,896 ± 0,03  al
(3,647 ± 0,01  pc )
Magnitude absoluta 5,69
Características físicas
Massa 0,81  M ☉
Raio 0,816 ± 0,013  R ☉
Gravidade superficial (log g) 4,4
Brilho 0,59  L ☉
Temperatura 5 344  ±  50  K
Metalicidade 22-74% do Sol
Rotação 34 dias
Era ~ 1,0 × 10 10  a

Outras designações

Durre Menthor, 52 Ceti ( Flamsteed ), HD 10700 , HR 509 , BD -16 295, GCTP  365,00, GJ  71, LHS 146 , LTT  935, LFT  159, SAO  147986, LPM 84, FK5 59 , HIP  8102.

Tau Ceti (τ Ceti / τ Cet) é uma estrela na parte sul da constelação da Baleia no braço de Orion . Localizado a cerca de 12 anos-luz da Terra, Tau Ceti é a 22 ª mais próxima estrela para o Sol . Tem massa e tipo espectral semelhantes ao Sol, mas tem baixa metalicidade , ou seja, sua abundância de elementos químicos além do hidrogênio e do hélio é baixa comparada ao Sol. Seria acompanhado por 5 planetas (a serem confirmados por observações subsequentes), dois dos quais estariam localizados na zona habitável .

Sua semelhança parcial e sua proximidade com o Sol lhe renderam algum interesse. Tau Ceti, por exemplo, tem sido objeto de vários estudos no âmbito do programa SETI para a busca de vida extraterrestre. É assim que a literatura de ficção científica costuma se referir  a ele .

Posição, distância e movimento próprio

Tau Ceti está localizado ligeiramente abaixo do equador celeste , com uma declinação de cerca de -16 °. Assim, pode ser observado da Europa , incluindo suas regiões mais ao norte, e mais geralmente de todas as regiões densamente povoadas do hemisfério norte. Facilmente visível a olho nu, foi portanto catalogado muito cedo na história da astronomia. Como o próprio nome sugere, ele é listado na Uranometria dirigida pelo astrônomo alemão Johann Bayer no início do XVII °  século  : Seu nome ( Tau Ceti ) segue a designação de Bayer , usado por ele para catalogar as estrelas dos diferentes constelações. Também aparece no catálogo mais extenso de John Flamsteed, produzido três quartos de século depois. Em seguida, recebe a designação de 52 Ceti. Em princípio, a designação de Bayer classificou as estrelas nas constelações em ordem decrescente de brilho. No entanto, a Bayer frequentemente se desvia dessa convenção: apesar de sua posição distante no alfabeto grego , Tau Ceti é na verdade a sexta estrela mais brilhante da constelação de Baleia, com uma magnitude aparente de 3,50 na área visível . Historicamente, Tau Ceti também foi catalogado por astrônomos chineses . Fazia parte do asterismo Tiancang ( literalmente "sótão celestial"), compreendendo todas as seis outras estrelas, incluindo η Ceti , θ Ceti , ζ Ceti , todas as três localizadas em sua vizinhança próxima dentro da constelação da Baleia, as duas estrelas restantes não identificado com certeza.

Tau Ceti é animado por um alto movimento automático de dois segundos de arco por ano. O movimento adequado significativo geralmente indica a proximidade da estrela ao sol. As estrelas próximas geralmente se movem mais rápido no céu do que as estrelas distantes, portanto, é possível medir sua paralaxe. No caso de Tau Ceti, essas medidas podem ser deduzidas que a estrela está localizada a 11,9 anos-luz do sol . Este é um dos mais próximos estrelas do Sol , a estrela de tipo G mais próximo depois de Alpha Centauri A .

A velocidade radial de Tau Ceti foi medida pelo efeito Doppler  : é - 17  km / s , o valor negativo que indica que a estrela está se aproximando do sol. A partir da distância, do movimento adequado e da velocidade radial, é possível deduzir a velocidade tridimensional da estrela. É 37  km / s em relação ao sol. Esse resultado permite calcular a trajetória do Tau Ceti na Via Láctea . Está em órbita ao redor do centro galáctico a uma distância média de 9,7 kiloparsecs (32.000 anos-luz) e sua excentricidade é de 0,22, tanto quanto se pode assimilar (como uma primeira aproximação) sua trajetória galáctica a uma elipse .
As duas estrelas conhecidas mais próximas de Tau Ceti são a estrela variável YZ Ceti, localizada a apenas 1,6 anos-luz de distância; e duas vezes mais longe, o sistema Luyten 726-8 .

Propriedades físicas

Tau Ceti seria composto de apenas uma estrela. Um leve companheiro óptico de brilho foi observado e os dois corpos podem estar em interação gravitacional, mas está localizado a mais de 10 segundos de arco da estrela principal. Nenhum distúrbio astrométrico ou de velocidade radial foi observado, sugerindo que a estrela não tem um grande companheiro em uma órbita próxima, como um Júpiter quente .

A maior parte do nosso conhecimento sobre Tau Ceti foi deduzido de medições espectroscópicas . Ao comparar seu espectro com simulações baseadas em modelos de evolução estelar, é possível avaliar a idade, massa, raio e luminosidade do Tau Ceti. O raio da estrela foi medido diretamente e com bastante precisão em interferometria infravermelha pelo Very Large Telescope . É 81,6% ± 1,3% do raio solar , um valor normal para uma estrela desta massa. Medidas interferométricas mais antigas e menos precisas sugeriram 77,3% ± 0,4% do raio solar.

Rotação

O período de rotação de Tau Ceti foi medido por variações periódicas das linhas de absorção H e K do cálcio uma vez ionizado (Ca II). Essas linhas são altamente dependentes da atividade magnética de superfície. O período de variações observado corresponde ao tempo necessário para que os locais de atividade magnética na superfície da estrela completem uma revolução completa da estrela. O período de rotação para Tau Ceti foi estimado em 34 dias. Devido ao efeito Doppler , a velocidade de rotação de uma estrela afeta a largura das linhas de absorção de seu espectro. A análise da largura dessas linhas permite estimar a velocidade de rotação da estrela. O valor previsto da velocidade de rotação de Tau Ceti é v eq  pecado  i  =  1  km / s , onde v eq é a velocidade no equador e i a inclinação do eixo de rotação em relação à linha de visão. Para uma estrela G8 típica, a velocidade de rotação é de cerca de 2,5  km / s . A velocidade de rotação relativamente baixa de Tau Ceti pode indicar que a estrela é vista em uma direção próxima à dos pólos.

Metalicidade

A composição química de uma estrela fornece pistas importantes sobre a história de sua evolução, em particular sobre sua idade. O meio interestelar a partir do qual as estrelas são formadas contém principalmente hidrogênio , hélio e traços de elementos mais pesados. À medida que as estrelas evoluem e morrem, elas enriquecem o espaço circundante com elementos químicos mais pesados. Esses elementos são chamados de metais pelos astrônomos e a proporção desses elementos em uma estrela é metalicidade . A metalicidade de uma estrela é medida pela proporção da proporção do ferro, um elemento facilmente observável, em relação ao hidrogênio. O logaritmo desta quantidade é comparado ao do sol. A metalicidade atmosférica de Tau Ceti é [Fe / H]  = -0,50, o que significa que a proporção de abundância de ferro para hidrogênio é cerca de três vezes menor do que para o sol. As medições anteriores produziram estimativas entre -0,13 e -0,60.

Essa baixa proporção de ferro indica que Tau Ceti é certamente mais velho que o Sol: sua idade seria de 10 bilhões de anos, mais do que o dobro do último (4,57 bilhões de anos). Simulações numéricas prevêem uma idade entre 4,4 e 12 bilhões de anos dependendo do modelo escolhido.

Além da rotação, outro fator que pode alargar as linhas de absorção do espectro de uma estrela é a pressão da superfície da estrela. A radiação emitida por uma partícula é modificada por partículas próximas a ela. A largura de uma linha, portanto, depende da pressão superficial da estrela, ela própria uma função da temperatura da superfície e da gravidade . Este efeito permitiu determinar a gravidade superficial de Tau Ceti, muito próxima à do Sol.

Brilho e variabilidade

O brilho do Tau Ceti é 55% maior que o do sol . Um planeta terrestre teria que estar localizado a uma distância um pouco menor que 0,7  unidades astronômicas para receber um fluxo solar igual ao recebido pela Terra. Isso é um pouco menos do que a distância média entre Vênus e o Sol.

A cromosfera Tau Ceti, ou seja, a parte da atmosfera estelar logo acima da fotosfera emissora de luz, atualmente mostra pouco ou nenhum sinal de atividade magnética, que é característica de uma estrela estável. Um estudo de temperatura, granulação e cromosfera mostrou a ausência de variações sistemáticas ao longo de um período de 9 anos; as linhas de emissão de Ca II em torno das linhas infravermelhas H e K sugerem um ciclo potencial de onze anos, mas é fraco em comparação com o do sol. Alternativamente, foi sugerido que a estrela poderia estar em uma fase de baixa atividade semelhante ao Mínimo de Maunder , um período histórico associado à Pequena Idade do Gelo na Europa , quando as manchas solares se tornaram extremamente raras na superfície do sol. As linhas espectrais de Tau Ceti são muito estreitas, o que indica que Tau Ceti tem baixa rotação e turbulência.

Disco De Detritos

Em 2004 , uma equipe de astrônomos britânicos liderada por Jane Greaves descobriu que Tau Ceti tem mais de dez vezes mais material cometário e asteroidal em órbita do que o Sol. Este valor foi obtido medindo o disco de poeira fria orbitando a estrela e produzido pelas colisões entre esses pequenos objetos. Portanto, é improvável que o sistema seja capaz de acomodar formas de vida complexas, pois esses planetas estariam sujeitos a grandes impactos cerca de dez vezes mais do que na Terra. Greaves concluiu durante sua pesquisa que “é provável que qualquer planeta seja continuamente bombardeado por asteróides semelhantes ao que levou à extinção dos dinossauros . " No entanto, é possível que um planeta gasoso gigante do tamanho de Júpiter possa expulsar cometas e asteróides.

O disco de detritos foi descoberto medindo a quantidade de radiação emitida pelo sistema no infravermelho distante. O disco é simétrico e centrado em torno da estrela. Sua fronteira externa está em média 55 UA da estrela. A ausência de emissão de radiação infravermelha das partes mais quentes do disco perto da estrela indica que o disco pára a 10 UA da estrela  . Para efeito de comparação, o Cinturão de Kuiper se estende de 30 a 50 UA do sol. Para se sustentar por longos períodos de tempo, esse disco deve ser constantemente "abastecido" por colisões de corpos maiores. A parte principal do disco orbitaria Tau Ceti entre 35 e 50 UA, bem além da zona habitável . A esta distância, o cinturão de poeira pode ser semelhante ao cinturão de Kuiper do sistema solar localizado além da órbita de Netuno .

Tau Ceti prova que as estrelas não perdem necessariamente seu disco de detritos durante a evolução, e tal cinturão denso pode não ser excepcional entre estrelas semelhantes ao sol. A densidade do cinto ao redor Tau Ceti é apenas 1/ 20 th de que em torno de seu jovem vizinho Epsilon Eridani . A relativa ausência de detritos ao redor do Sol pode ser a exceção, e não a regra: um grupo de pesquisa sugeriu que o Sol teria passado perto de outra estrela no início de sua existência e a maioria de seus cometas e asteróides teriam sido ejetados de sua órbita no nesta ocasião. Estrelas com grandes discos de detritos alteraram a compreensão dos astrônomos sobre os fenômenos de formação planetária; os discos de detritos dessas estrelas, onde a poeira é continuamente formada por colisão, parecem ser propícios à formação de planetas.

Encontrando planetas

Um dos principais motivos do interesse por Tau Ceti é sua semelhança com o Sol, o que torna esta estrela uma candidata especial para a busca de planetas e vida extraterrestre . De acordo com Hall e Lockwood, "os termos estrela semelhante ao Sol , análogo solar e gêmea solar indicam um grau crescente de semelhança com o Sol". Tau Ceti é um análogo solar porque tem uma massa próxima à do Sol e uma baixa variabilidade, mas uma menor abundância de metais. Essa semelhança está na origem de muitos trabalhos científicos, mas também do lugar da estrela na cultura popular.

Tau Ceti tem sido alvo de várias pesquisas planetárias usando o método da velocidade radial. Uma equipe internacional anuncia o19 de dezembro de 2012, em artigo publicado na Astronomy & Astrophysics , a descoberta de 5 planetas com massa entre duas e seis vezes a da Terra, um dos quais ( Tau Ceti e ) está localizado na zona habitável do sistema. Os períodos dos planetas seriam entre 14 e 640 dias. De acordo com o Laboratório de Habitabilidade Planetária, o último desses 5 planetas ( Tau Ceti f ) também está localizado na zona habitável de sua estrela.

Características dos planetas do sistema Tau Ceti
Planeta Massa Semi-eixo maior ( ua ) Período orbital ( dias ) Excentricidade Inclinação Raio
 Tau Ceti b  2,00 ± 0,79  M ⊕   0,105 ± 0,006   13,965 ± 0,02   0,16 ± 0,22 
 Tau Ceti c  3,11 ± 1,40  M ⊕   0,195 ± 0,01   35,362 ± 0,1   0,03 ± 0,03 
 Tau Ceti d  3,50 ± 1,59  M ⊕   0,374 ± 0,02   94,11 ± 0,7   0,08 ± 0,26 
 Tau Ceti e  4,29 ± 2,00  M ⊕   0,552 ± 0,02   168,12 ± 2,0   0,05 ± 0,2 
 Tau Ceti f  6,67 ± 3,50  M ⊕   1,35 ± 0,1   642 ± 30   0,03 ± 0,3 
 Tau Ceti g  1,8 ± 0,3  M ⊕   20 ± 0,10   0,06 ± 0,06 
 Tau Ceti h  1,8 ± 0,3  M ⊕   0,243 ± 0,003   49,41 ± 0,80   0,23 ± 0,16 

No entanto, a existência desses planetas terá que ser confirmada por observações subsequentes. Na verdade, de acordo com Xavier Dumusque do Observatório de Genebra  : "a amplitude dos sinais planetários é da mesma ordem que a dos sinais estelares" .

Dado o grande disco de destroços da estrela, qualquer planeta orbitando Tau Ceti estaria sujeito a chuvas de meteoros mais frequentes e possivelmente mais ataques de asteróides do que a Terra. Acredita-se que isso diminua a probabilidade de desenvolvimento de vida neste sistema. Mas esses dados também são função da composição exata do próprio disco de detritos, bem como da composição atmosférica dos planetas. Uma vez que essas são Super-Terras significativamente mais massivas que a Terra, também é provável que algumas delas, como Tau Ceti e e Tau Ceti f se sua existência for confirmada, tenham uma atmosfera mais densa e mais densa. Tal atmosfera seria capaz de desviar ou consumir completamente carros mais massivos do que aqueles que caíram em nosso planeta até agora, ou seria capaz de ameaçá-lo. A questão da vida em torno de Tau Ceti, portanto, permanece em aberto enquanto espera para ser capaz de obter mais dados.

Por exemplo, é concebível, num futuro próximo, realizar estudos com telescópios de resolução suficiente. Isso para identificar a composição atmosférica dos planetas do sistema Tau Ceti e estudar se sua temperatura é compatível com a vida . Pode ser possível confirmar a presença de (pelo menos) formas de vida primitivas se essas observações provarem uma composição atmosférica muito provavelmente de origem orgânica, como o oxigênio atmosférico, que é evidência da existência de vida em nosso planeta.

Os planetas Tau Ceti g e Tau Ceti h foram descobertos em 2017. Eles são confirmados, bem como Tau Ceti e e Tau Ceti f.

SETI e HabCat

Tau Ceti foi objecto de investigação no âmbito de um projecto denominado projecto Ozma , cujo objectivo era "a procura de inteligência extraterrestre  ", no âmbito do programa SETI . Este trabalho, liderado pelo astrônomo Frank Drake , teve como objetivo identificar sinais de rádio artificiais vindos de civilizações extraterrestres. As primeiras estrelas estudadas foram Tau Ceti e Epsilon Eridani, que foram escolhidas por sua proximidade e semelhança com o sol. Nenhum sinal foi encontrado durante as 200 horas de observação. Outras pesquisas sobre Tau Ceti também falharam.

Apesar da falta de resultados, as buscas pela vida em torno de Tau Ceti continuaram. Em 2002 , os astrônomos Margaret Turnbull e Jill Tarter desenvolveram o Catálogo de Sistemas Habitáveis ​​de Estrelas (HabCat) como parte do Projeto Phoenix do Programa SETI. A lista contém mais de 17.000 sistemas potencialmente habitáveis, ou cerca de 10% das estrelas estudadas durante este estudo. No ano seguinte, Tau Ceti foi incluída em uma lista compilada por Turnbull das 30 estrelas mais promissoras entre as 5.000 estrelas dentro de 100 anos-luz do sol. Esta lista será usada como base para buscas de rádio realizadas com o Allen Telescope Array . Tau Ceti também estava em uma lista de cinco estrelas que ela havia escolhido como objetos de estudo para o Terrestrial Planet Finder (projeto do telescópio espacial cancelado em 2011). De acordo com Turnbull, “Estes são os lugares [ela] gostaria de viver se Deus tivesse colocado nosso planeta em torno de outra estrela. "

Apêndices

Artigo relacionado

Fonte

Notas e referências

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