Φομαλώ

Ο Φομαλώ (Fomalhaut), με εναλλακτικό όνομα α Νοτίου Ιχθύος (Alpha Piscis Austrini, α PsA) είναι ο κατά πολύ φωτεινότερος όλων των αστέρων του αστερισμού και ξεχωρίζει σε όλη την περιοχή εκείνη του ουρανού. Από την Ελλάδα ο Φομαλώ φαίνεται χαμηλά στον νότιο ουρανό τα φθινοπωρινά και δεκεμβριάτικα βράδια, αλλά είναι εύκολα ορατός τους περισσότερους μήνες του έτους από το Νότιο Ημισφαίριο. Ο Φομαλώ έχει ιδιαίτερη θέση στην ιστορία της έρευνας για πλανήτες πέρα από το Ηλιακό Σύστημα, καθώς φιλοξενεί το πρώτο σώμα γύρω από άλλο αστέρα του οποίου η εικόνα λήφθηκε στο ορατό φως (βλ. Φομαλώ b), μια ανακάλυψη που έγινε από τον Ελληνοαμερικανό αστρονόμο Πολ Κάλας το 2008.

 Παρότι το όνομα «Φομαλώ» μοιάζει με γαλλικό, στην πραγματικότητα είναι αραβικής ετυμολογίας, από τη φράση Ar fum al-ḥawt (فُمْ اَلْحَوْتْ), που σημαίνει «το στόμα του ψαριού» και αποτελεί μετάφραση στα αραβικά της περιγραφικής ονομασίας που του είχε δώσει ο Πτολεμαίος. Για τον Πτολεμαίο ο Φομαλώ ανήκε τόσο στον «δικό του» αστερισμό, τον Νότιο Ιχθύ, όσο και στον Υδροχόο, άλλωστε πριν από αυτόν και ο Άρατος τον ανέφερε ως«μεγάλο και φωτεινό στα πόδια του Υδροχόου», ενώ 15 αιώνες αργότερα και ο Φλάμστηντ στο δικό του ομώνυμο σύστημα ονοματοδοσίας των αστέρων τον ονομάζει τόσο 24 Νοτίου Ιχθύος όσο και 79 Υδροχόου, αποκαλώντας τον Aquae Ultima Fomalhaut. Οι Αλφόνσειοι Πίνακες, στην έκδοση του 1521, τον αναφέρουν επίσης στον Υδροχόο ως Fomahant, όπως και ο Λογγομοντάνος στο Astronomica Danica, καθώς και ο Εβέλιος, ο οποίος τον αναφέρει με την παραλλαγή Fomahandt. Μόνο ο Μπάγιερ τον 16ο αιώνα τον τοποθετεί σταθερά στον Νότιο Ιχθύ και στη δική του απόφαση μάλλον οφείλουμε τη σημερινή του ταξινόμηση. Ο ίδιος τον αποκαλεί με τις παραλλαγές της αραβικής ονομασίας του Fumahant, Fumahaut και Fumalhaut. Ο Ριτσιόλι δίνει 7 διαφορετικές γραφές του ονόματός του (Fomauth, Phomaut, Phomault, Phomant, Phomaant, Phomhaut, Phomelhaut). Ο Λακάιγ τον αναφέρει ως Phomalhaut, ενώ ο Λαλάντ Fumalhant, Fomahaut και Phomahant. Ο Σίκαρντ προτιμά την πιο απομακρυσμένη ονομασία Fomalcuti, ενώ ο Ουίλιαμ Χέρσελ τη Fomalhout, γράφοντας στην αδελφή του: «Λίνα, χθες το βράδυ «έπεσα» πάνω σ' ένα κομήτη... ...ανάμεσα στον Fomalhout και στον β Κήτους.» Ο Φομαλώ είχε βέβαια τελείως διαφορετικές ονομασίες στους άλλους αρχαίους λαούς, για τους οποίους κατείχε σημαντική θέση στον ουρανό, άλλωστε υποδείκνυε το χειμερινό ηλιοστάσιο περί το 2500 π.Χ.: Οι ίδιοι οι Άραβες, πριν υιοθετήσουν την πτολεμαϊκή ονομασία, τον αποκαλούσαν Difda al Auwel (الضفدع الأول) δηλαδή «ο πρώτος βάτραχος» (ο δεύτερος ήταν ο β Κήτους). Ακόμα μία ανεξάρτητη αραβική ονομασία είναι Thalim, δηλαδή η στρουθοκάμηλος (από τη «Σφαίρα των Βοργιών»). Οι Πέρσες τον αποκαλούσαν Hastorang και ήταν ένας από τους 4 «βασιλικούς αστέρες» τους και «φρουρούς των ουρανών» περί το 3000 π.Χ. Το κινεζικό του όνομα 北落師門/北落师门 (Běi-là-shī-mén) σήμαινε «Βόρεια Πύλη του Στρατοπέδου» επειδή ο Φομαλώ στέκει μόνος του σε αυτή τη θέση του ομώνυμου κινεζικού μικρού αστερισμού, στον σεληνιακό οίκο «Στρατόπεδο». Για τους ιθαγενείς της νότιας Αυστραλίας της φυλής Moporr, ο Φομαλώ είναι ένα αρσενικό ον με το όνομα Buunjill.Φυσικά οι λατινικές ονομασίες για τον Φομαλώ είναι μεταφράσεις από τα ελληνικά της ονομασίας του Πτολεμαίου: ōs piscis merīdiāni, ōs piscis merīdionālis, ōs piscis notii, δηλαδή «το στόμα του νότιου ψαριού». Οι αστρολόγοι της εποχής τον συνέδεαν με την εξέχουσα κοινωνική θέση, τον πλούτο και την ισχύ. Στην κλασική αρχαία Ελλάδα (περ. 500 π.Χ.) η ηλιακή ανατολή του Φομαλώ εορταζόταν στον ναό της Δήμητρας στην Ελευσίνα. Οι Φομαλώ, Αχερνάρ και Κάνωπος ήταν οι Tre Facelle του Δάντη, ενώ τον 19ο αιώνα ο Γερμανοπολωνός αστρονόμος Μπογκουσλάβσκι (Boguslawski) θεώρησε ότι ο Φομαλώ ίσως είναι ο «Κεντρικός Ήλιος του Σύμπαντος»! Ο Φομαλώ είναι ένας νεαρός αστέρας της Κύριας Ακολουθίας, που ανήκει στον φασματικό τύπο A. Η απόστασή του από τη Γη, όπως τη μέτρησε ο αστρομετρικός δορυφόρος HIPPARCOS, είναι μόλις 25,13 έτη φωτός (με ακρίβεια ± 0,09 έτος φωτός). Για δεκαετίες η ηλικία του υπολογιζόταν μεταξύ 100 και 300 εκατομμυρίων ετών, με μελλοντική ζωή 1 δισεκατομμύριο έτη. Μία νέα ανάλυση της ηλικίας του Φομαλώ από τον αστρονόμο Eric Mamajek το 2012 έδωσε μία ηλικία από 400 ως 480 εκατομμύρια έτη. Η επιφανειακή θερμοκρασία του Φομαλώ είναι 8.320 °C. Η μάζα του είναι 1,92 φορές μεγαλύτερη από την ηλιακή, ενώ η λαμπρότητά του περίπου 16,6 φορές μεγαλύτερη της ηλιακής, καθώς η διάμετρός του είναι επίσης μεγαλύτερη από αυτή του Ηλίου (κατά 1,84 φορές). Ο Φομαλώ είναι ελαφρώς φτωχότερος σε «μέταλλα» από τον Ήλιο: Μία φασματοσκοπική μελέτη του 1997 έδωσε μία τιμή ίση με το 93% της ηλιακής για την περιεκτικότητα σε σίδηρο, ενώ μία δεύτερη μελέτη του 1997 υποστηρίζει μία τιμή 78% δεχόμενη ότι ο Φομαλώ έχει την ίδια μεταλλικότητα με τον γειτονικό μεταβλητό αστέρα TW Νοτίου Ιχθύος, που υποστηρίζεται πως συναποτελεί μαζί του ένα διπλό σύστημα. Αλλά το 2008 μία νέα φασματοσκοπική μέτρηση έδωσε μία σημαντικά μικρότερη τιμή, 46%. Ο Φομαλώ μαζί με άλλους 15 αστέρες ανήκει στη λεγόμενη Κινούμενη Ομάδα του Κάστορα, μία ομάδα αστέρων με όμοια κίνηση στον χώρο που έχει υποστηριχθεί ότι συνδέονται φυσικά. Μεταξύ των άλλων μελών της ομάδας είναι ο Κάστορας και ο Βέγας. Αυτή η ομάδα έχει μια εκτιμώμενη ηλικία περί τα 300 εκατομμύρια έτη και τα μέλη της πρέπει να γεννήθηκαν στην ίδια περιοχή. Ως προς τον TW Νοτίου Ιχθύος, απέχει από τον Φομαλώ 0,91 έτος φωτός και η ταχύτητά του στον χώρο συμφωνεί με αυτή του Φομαλώ ± 500 m/sec, τιμή συμβατή με την ιδιότητά τους ως μελών ενός διπλού αστρικού συστήματος (δύο αστέρες που συνδέονται βαρυτικά μεταξύ τους και περιφέρονται γύρω από το κοινό κέντρο μάζας τους). Αλλά και η εκτίμηση για την ηλικία του TW, 400 ± 70 εκατομ. έτη, συμφωνεί με αυτή για τον Φομαλώ. Ο Φομαλώ περιβάλλεται από αρκετούς δίσκους υλικού. Ο εσώτατος δίσκος αποτελείται από λεπτή σκόνη υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (διάμετρος κόκκων 10 ως 300 nm) συγκεντρωμένη κυρίως περί τη 0,1 AU από τον αστέρα. Ακολουθεί ένας δίσκος μεγαλύτερων σωματιδίων με εσωτερικό όριο 0,4 ως 1 AU από τον Φομαλώ. Ο εξωτερικός δίσκος απέχει 133 AU (20 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα) από τον αστέρα και έχει σχήμα σαμπρέλας με πολύ απότομο εσωτερικό όριο. Σχηματίζει γωνία 24 μοιρών με τον άξονα Γης-Φομαλώ. Η σκόνη του κατανέμεται σε μία ζώνη πλάτους περίπου 25 AU. Το γεωμετρικό κέντρο αυτού του δίσκου απέχει περίπου 15 AU από τον Φομαλώ. Ο δίσκος αυτός αναφέρεται και ως «η Ζώνη Κάιπερ του Φομαλώ». Πιστεύεται ότι είναι ένας πρωτοπλανητικός δίσκος και εκπέμπει μεγάλες ποσότητες υπέρυθρου. Μετρήσεις της περιστροφής του Φομαλώ δείχνουν ότι ο δίσκος κείται στο ισημερινό επίπεδο του αστέρα, όπως αναμένεται θεωρητικά.Στις 13 Νοεμβρίου 2008 μία αστρονομική ομάδα ανακοίνωσε την ανακάλυψη ενός αντικειμένου στο μέγεθος εξωηλιακού πλανήτη, που περιφέρεται μόλις μέσα στον εξωτερικό δίσκο. Αυτό ήταν το πρώτο εξωηλιακό σώμα γύρω από ένα αστέρας που γινόταν ορατό στα οπτικά μήκη κύματος (ορατό φως). Η ύπαρξη ενός πλανήτη είχε νωρίτερα προταθεί θεωρητικά, από το απότομο και ελλειπτικό εσωτερικό όριο του συγκεκριμένου δίσκου. Η μάζα αυτού του πλανήτη, που ονομάσθηκε Φομαλώ b, εκτιμήθηκε ότι δεν είναι μεγαλύτερη από το τριπλάσιο της μάζας του Δία, αλλά σίγουρα μεγαλύτερη από τη μάζα του Ποσειδώνα. Υπάρχουν ενδείξεις ότι η τροχιά του Φομαλώ b δεν είναι ευθυγραμμισμένη ως προς τον άξονα της ελλείψεώς της με τον δίσκο, πράγμα που ίσως υποδεικνύει την ύπαρξη άλλων πλανητών.Από την άλλη, εικόνες στο υπέρυθρο από το Αστεροσκοπείο MMT θέτουν ισχυρά όρια στην ύπαρξη γιγάντιων αεριωδών πλανητών μέχρι τις 40 AU από τον αστέρα, ενώ εικόνες του Διαστημικού τηλεσκοπίου Σπίτζερ στήριζαν την άποψη ότι ο Φομαλώ b ήταν πιθανώς ένα απλό συμπύκνωμα σκόνης. Το 2012 δύο ανεξάρτητες μελέτες επιβεβαίωσαν ότι ο Φομαλώ b υπάρχει πραγματικά, αλλά κρύβεται από υλικό και ίσως να ήταν μία βαρυτικά δεσμευμένη συγκέντρωση από βράχους και πέτρες παρά ένας στερεός πλανήτης.Τελικά, στις 8 Ιανουαρίου 2013, στο 221ο Συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας αστρονόμοι ανεκοίνωσαν ότι επιβεβαίωσαν την ύπαρξη του Φομαλώ b συνδυάζοντας διαστημικές και επίγειες παρατηρήσεις. Εικόνες του ευρωπαϊκού διαστημικού τηλεσκοπίου «Χέρσελ» στο άπω υπέρυθρο αποκαλύπτουν μεγάλη ποσότητα ελαφρών και μαλακών κόκκων σκόνης με διαστάσεις μερικά εκατομμυριοστά του μέτρου στον εξωτερικό δίσκο. Επειδή τέτοια σκόνη αναμένεται να απομακρύνεται από το σύστημα εξαιτίας της πιέσεως του αστρικού φωτός, η παρουσία της υποδεικνύει μια συνεχή ανατροφοδότηση από συγκρούσεις πλανητοειδών. Η μορφολογία των κόκκων αυτής της σκόνης παραπέμπει σε κομητική προέλευση. Για να παραχθεί με τον απαιτούμενο ρυθμό, περίπου 100 κομήτες με διάμετρο ενός χιλιομέτρου πρέπει να συγκρούονται μεταξύ τους κάθε ώρα.Παρατηρήσεις του εξωτερικού δίσκου από τη Μεγάλη Χιλιοστομετρική Διάταξη της Ατακάμα (ALMA) συμφωνούν με την ύπαρξη δύο πλανητών στο σύστημα, κανένας από τους οποίους δεν βρίσκεται στην απόσταση από τον αστέρα που αντιστοιχεί στον Φομαλώ b.Αν υπάρχουν πρόσθετοι πλανήτες από τις 4 ως τις 10 AU, τότε πρέπει να έχουν μάζα κάτω από 20 μάζες Δία. Κατάλογος αστέρων του Νοτίου Ιχθύος Βέγας Εξωηλιακός πλανήτης Barrado y Navascues, D. (1998). «The Castor moving group. The age of Fomalhaut and VEGA». Astronomy and Astrophysics 339: 831–839. Bibcode: 1998A&A...339..831B. </ref> Barrado y Navascues, David; Stauffer, John R.; Hartmann, Lee; Balachandran, Suchitra C. (January 1997). «The Age of Gliese 879 and Fomalhaut». Astrophysical Journal 475: 313. doi:10.1086/303518. Bibcode: 1997ApJ...475..313B. This paper lists [Fe/H] = -0.11 dex.</ref> Di Folco, E.; Thévenin, F.; Kervella, P.; Domiciano de Souza, A.; Coudé du Foresto, V.; Ségransan, D.; Morel, P. (November 2004). «VLTI near-IR interferometric observations of Vega-like stars. Radius and age of α PsA, β Leo, β Pic, ɛ Eri and τ Cet». Astronomy and Astrophysics 426 (2): 601–617. doi:10.1051/0004-6361:20047189. Bibcode: 2004A&A...426..601D. This paper lists [Fe/H] = -0.10 dex.</ref> Kalas, Paul; et al. (2008). «Optical Images of an Exosolar Planet 25 Light-Years from Earth». Science 322 (5906): 1345–1348. doi:10.1126/science.1166609. PMID 19008414. Bibcode: 2008Sci...322.1345K. </ref> Kalas, Paul; Graham, James R.; Clampin, Mark (2005). «A planetary system as the origin of structure in Fomalhaut's dust belt». Nature 435 (7045): 1067–1070. doi:10.1038/nature03601. PMID 15973402. Bibcode: 2005Natur.435.1067K. </ref> Mamajek, E.E. (August 2012). «On the Age and Binarity of Fomalhaut». Astrophysical Journal Letters 754 (2): L20. doi:10.1088/2041-8205/754/2/L20. Bibcode: 2012ApJL..754...20M. «Fomalhaut». SolStation. Ανακτήθηκε στις 23 Νοεμβρίου 2005. Προδημοσίευση για την ανακάλυψη του πλανήτη Περίληψη στο Astrobites της εργασίας των Janson et al. (2012) για τη μη ανίχνευση του Φομαλώ b από το Spitzer Περίληψη στο Astrobites της εργασίας των Boley et al. (2012) για τις παρατηρήσεις με το ALMA Ο περιαστρικός δίσκος «Μάτι του Sauron»