Капелла (зоря)

Капе́лла (α Aurigae, α Aur), також Альхая () — найяскравіша зоря у сузір'ї Візничого, шоста за яскравістю на нічному небі та третя за яскравістю у північній півкулі. Капелла є помітною для неозброєного ока та не заходить для спостерігачів вище 44° північної широти. Вона є однією зі 100 найближчих зір, адже розташована на відстані 43,5 світлового року від Сонця. Назва зорі значить «кізочка» латиною, оскільки Капелла зображувала козу Амальтею, яка вигодовувала Зевса в класичній міфології.

Попри те, що Капелла неозброєним оком виглядає як одна зоря, вона є кратною та складається з двох подвійних систем. Капелла Aa і Капелла Ab — це дві жовті зорі-гіганти з масою приблизно 2,5 маси Сонця (Mʘ). Капелла H і Капелла L — це пара невеликих, відносно холодних червоних карликів, розташована на відстані близько 10 000 астрономічних одиниць (а. о.) від інших компонентів. Решта літер від B до R присвоєна візуальним супутникам, які не є гравітаційно пов'язаними з Капелла Aa і Капелла Ab.

Капелла Aa і Капелла Ab вичерпали запаси водню в ядрах, охололи та розширилися, зійшовши з головної послідовності на діаграмі Герцшпрунга — Рассела. Вони перебувають на тісній круговій орбіті, на відстані приблизно 0,74 а. о., обертаючись з періодом 104 дні. Капелла Aa є холоднішою та яскравішою за Ab, її спектральний клас — G8III. Світність становить 78,7 ± 4,2 Lʘ, а радіус — 11,98 ± 0,57 Rʘ. Вона є зорею червоного згущення, яка здійснює термоядерний синтез гелію у вуглець та кисень у ядрі. Капелла Ab — трохи менша та гарячіша зоря, зі спектральним класом G0III, яка перебуває у розриві Герцшпрунга. Її світність — 72,7 ± 3,6 Lʘ, а радіус — 8,83 ± 0,33 Rʘ.

Назви та позначення

α Візничого (Альфа Візничого) — це позначення зорі за системою Баєра. За системою Флемстида вона має позначення 13 Візничого. Цю систему також можна знайти у каталогах подвійних та кратних зір під назвами ADS 3841, CCDM J05168+4559 та WDS J05167+4600. Оскільки ця зоряна система розташована в межах 25 парсеків від Сонця, вона описана у каталозі Глізе, де їй присвоєно позначення GJ 194 для пари яскравих гігантів і GJ 195 для пари слабких червоних карликів. Традиційна назва цієї зорі — «Капелла», що латиною означає «невелика коза». У давнину часто використовували назву «Capra», яка походить від грецького слова Αἴξ (aix), що також означає «коза».

У 2016 році Міжнародний астрономічний союз (МАС) створив спеціальну Робочу групу з назв зір (англ. Working Group on Star Names, WGSN), щоб систематизувати та стандартизувати власні назви зір. У першому бюлетені цієї групи, опублікованому у липні 2016 року, було затверджено перші офіційні імена, серед яких була й назва «Капелла» для зорі α Візничого. Відтоді ця назва офіційно внесена до каталогу МАС і застосовується конкретно до зорі α Aurigae Aa — одного з компонентів зоряної системи Капелли.

Історія вивчення

В Стародавньому світі Капелла була найяскравішою зорею на нічному небі приблизно від 210 тисяч до 160 тисяч років тому. У цей період її видима зоряна величина становила близько −1,8m, що робило її надзвичайно яскравою. До цього найяскравішою зорею був Альдебаран із видимою зоряною величиною близько −1,1. Ці дві зорі розташовувалися близько одна до одної на небі й виконували роль полярних зір — вказували напрямок на північ.

Існує припущення, що Капелла згадується у давньому аккадському написі, датованому XX століттям до нашої ери. Символіка зорі, пов’язана з козою, походить із часів Месопотамії, де вона входила до складу сузір’я, відомого під назвами «GAM», «Gamlum» або «MUL.GAM», що описані VII століття до н. е. в астрономічному документі MUL.APIN. Назва «GAM» означала шаблю або посох і могла стосуватися як окремої зорі, так і всього сузір’я Візничого (Auriga). Пізніше бедуїни створили власні сузір’я у вигляді груп тварин, де кожна зоря символізувала певну тварину. Зорі Візничого утворювали образ отари кіз, що також зустрічається в грецькій міфології.

У мексиканському археологічному комплексі Монте-Албан, що належить до доколумбової культури, розташована будівля J, збудована близько 275 року до н. е. Її будова відрізняється від інших споруд комплексу — сходинки спрямовані на місце, де тоді сходила Капелла, тож зорю було видно безпосередньо з дверей будівлі. Для місцевих мешканців ця зоря була важливою, оскільки її час геліактичного сходу — появи зорі на ранковому небі перед сходом Сонця — збігався з днем проходження Сонця зенітною точкою над Монт-Альбаном. Це робило Капеллу орієнтиром для календарних та релігійних подій у культурі доколумбової Мексики.

XIX століття 1899 року професор Вільям Воллес Кемпбелл з Лікської обсерваторії на основі спектроскопічних спостережень оголосив, що Капелла була бінарною. Він помітив на фотографіях, зроблених у період з серпня 1896 року по лютий 1897 року, появу другого спектра, що наклався на перший. У вересні та жовтні Кемпбелл спостерігав доплерівський зсув у фіолетову сторону, а в листопаді та лютому – у червону, що свідчило про рух компонент в напрямку до та від Землі (а отже, це свідчило про рух по орбітах). Майже одночасно британський астроном Г'ю Ньюол спостерігав складний спектр Капелли за допомогою чотирипризмового спектроскопа, приєднаного до 25-дюймового (64 см) телескопа в Кембриджі у липні 1899 року, і дійшов висновку, що це подвійна зоряна система.

XX століття Багато спостерігачів без успіху намагалися розрізнити компоненти зорі. Вперше компоненти були інтерферометрично визначені у 1919 році Джоном Андерсоном та Френсісом Пізом з Обсерваторії Маунт-Вілсон, які опублікували роботу у 1920 році на основі своїх спостережень. Це було перше інтерферометричне вимірювання будь-якого об'єкту за межами Сонячної системи.

Два польоти ракет 20 вересня 1962 року і 15 березня 1963 року виявили у сузірʼї Візничого рентгенівське випромінювання, джерелом якого було ідентифіковано Капеллу (джерело ROSAT 1RXS J051642.2+460001). Іншою важливою подією в рентгенівській астрономії стало виявлення 5 квітня 1974 року найсильнішого на той час випромінювання від Капелли, яке перевищувало світність Сонця у рентгенівському діапазоні більш ніж у 10 000 разів. Під час польоту ракети в цей день відбулося коротке калібрування системи позиціювання – зоряний датчик направив вісь корисного навантаження на Капеллу. Тоді, за допомогою системи рентгенівських рефлекторів, суміщених із зоряним датчиком, було виявлено випромінювання в діапазоні 0,2—1,6 кеВ.

Високоточна орбіта була опублікована в 1994 році на основі спостережень зоряного інтерферометра Марк III, знову ж таки в Обсерваторії Маунт Вільсон. Капелла також стала першим астрономічним об'єктом, який був зображений оптичним інтерферометром з окремими елементами, коли вона була сфотографована Кембридзьким телескопом з синтезованою оптичною апертурою у вересні 1995 року.

Вважається, що рентгенівське випромінювання Капелли походить переважно з корони наймасивнішої зорі. Висока температура корони Капелли, якщо це не вільний корональний вітер, отримана з першого коронального рентгенівського спектра за допомогою телескопа HEAO 1, вимагала б магнітного утримання.

Спостереження Із середньою видимою зоряною величиною +0,08m, Капелла є найяскравішою зорею у сузір'ї Візничого, шостою за яскравістю на нічному небі та третьою за яскравістю у північній півкулі (після Арктура та Веги). Вона має насичений жовто-білий колір, що краще помітно при спостереженні вдень через телескоп, завдяки контрасту з блакитним небом. Через відносно велике схилення Капелли, вона не сходить для спостерігачів нижче 44° південної широти — це включає найпівденнішу частину Нової Зеландії, Аргентину та Чилі, а також Фолклендські острови. Для північної півкулі вона не заходить при широті більш як 44°: на всій території Великої Британії, Канади (за винятком частини південного Онтаріо), більшої частини Європи та найпівнічніших околиць континентальних штатів.

При спостереженні опівночі Капелла знаходиться найвище на нічному небі на початку грудня та вважається помітною зорею північного зимового неба. Вона розташована приблизно посередині між Рігелем (β Ori) та Полярною зорею. За кілька градусів на південний захід від Капелли розташовані три зорі: ε Візничого, Саклатені (ζ Візничого) та Хедус (η Візничого). Дві останні з яких відомі як «Діти» або Хаеді. Ця четвірка утворює на небі астеризм.

Відстань З річного паралакса на 76,20 ± 0,46 кутових мілісекунд, виміряного супутником Гіппаркос, відстань оцінюється в 42,8 ± 0,3 світлового року (13,12 ± 0,09 парсек) від Землі. Під час інших вимірювань було знайдено відстань 42,92 світлового року (13,159 парсека) з похибкою лише 0,1%. За оцінками, Капелла була на мінімальній відстані від Сонячної системи (28 світлових років) близько 240 000 років тому.

Проаналізувавши власний рух та паралакс зорі, 1960 року американський астроном Олін Дж. Егген дійшов висновку, що Капелла належить до рухомої групи Гіад – групи зір, що рухаються в тому ж напрямку, що й Гіади. Члени групи схожі за віком, а деякі з них, що приблизно у 2,5 раза масивніші за Сонце, зійшли із головної послідовності після вичерпання запасів водню в ядрі та розширюються й охолоджуються, перетворюючись на червоних гігантів.

Зоряна система

Деякі зорі у межах кількох кутових хвилин від Капелли були зазначені як супутники у каталогах кратних зір. У Вашингтонському каталозі оптично-подвійних зір перелічені компоненти A, B, C, D, E, F, G, H, I, L, M, N, O, P, Q та R, де A є зорею, видимою неозброєним оком. Більшість із них є лише оптично подвійними через малу кутову відстань, але червоні карлики H та L перебувають на тій самій відстані, що й компонент A, та є з ним гравітаційно повʼязаними. Капелла A сама по собі є спектроскопічною подвійною зорею з компонентами Aa та Ab, обидві зорі-гіганти. Пара гігантів віддалена від пари червоних карликів на 723 кутові хвилини.

Американський астроном Роберт Бернем-молодший описав масштабну модель системи, де Капелла А була представлена ​​сферами діаметром 13 та 7 дюймів, розділеними десятьма футами. Червоні карлики тоді мали діаметр 0,7 дюйма кожен, а відстань між ними становила 420 футів. У такому масштабі дві пари перебувають на відстані 21 милі одна від одної.

Капелла А

Капелла А складається з двох жовтих зір, які, за розрахунками, обертаються одна навколо одної кожні 104,02128 ± 0,00016 днів, з великою піввіссю 111,11 ± 0,10 млн км (0,74272 ± 0,00069 а.о.), що приблизно дорівнює відстані між Венерою та Сонцем. Орбіта відома надзвичайно точно і може бути використана для визначення паралакса з набагато більшою точністю, ніж виміряно безпосередньо. Зорі недостатньо близько одна до одної, аби порожнина Роша будь-якої зорі була заповнена і щоб відбувався більш-менш значний обмін мас, навіть під час стадії червоного гіганта первинної зорі.

Сучасна конвенція позначає більш яскраву та холоднішу зорю як компонент Aa, а її спектральний клас зазвичай визначали між G2 та K0. Гарячішій вторинній зорі Ab надавали різні спектральні типи: пізній (холодніший) F або ранній (тепліший) G. Класи світності двох зір вимірювалися кілька разів, й обом послідовно присвоювали клас світності III — гіганти. У спектрі домінує первинна зоря через її чіткіші лінії поглинання; лінії вторинної зорі розширені та розмиті через її швидке обертання. Складений спектральний клас позначають як G3III, але з особливостями, зумовленими холоднішим компонентом, для окремих зір – K0III та G1III відповідноStrassmeier, K. G.; Fekel, F. C. (1990). "The spectral classification of chromospherically active binary stars with composite spectra". Astronomy and Astrophysics. 230: 389. , хоча старіші значення все ще широко згадуються, такі як G5IIIe + G0III з каталогу яскравих зір або G8III + G0III Еггена. Там, де контекст зрозумілий, ці два компоненти позначалися як A та B.