Тау Кит

Тау Кит (Tau Ceti; латинизирано од τ Ceti, ― единечна ѕвезда во соѕвездието Кит, која е спектрално слична на Сонцето, иако има само околу 78% од масата на Сонцето. На растојание од нешто помалку од 12 светлосни години (3.7 парсеци) од Сончевиот Систем, таа е релативно блиска ѕвезда и најблиската осамена ѕвезда од класата Г. Ѕвездата изгледа стабилна, со мали ѕвездени варијации и има недостаток на метал (ниска во елементите освен водород и хелиум) во однос на Сонцето.
Може да биде видена со голо око со привидна величина од 3,5. Како што е гледано од Тау Кит, Сонцето би било во соѕвездието Воловар на северната хемисфера со привидна светлинска величина од околу 2,6.
Набљудувањата откриле повеќе од десет пати повеќе прашина околу Тау Кит отколку што е присутна во Сончевиот Систем. Од декември 2012 година, има докази за најмалку четири планети - сите веројатни супер Земји - кои кружат околу Тау Кит, а две од нив се потенцијално во зоната погодна за живеење. Постојат докази за дополнителни четири непотврдени планети, од кои едната би била планетата Јовијан помеѓу 3 и 20 АЕ од ѕвездата. Поради остаточниот диск, секоја планета што кружи околу Тау Кит би се соочила со многу повеќе удари од денешната Земја. Забележете дека тие планетарни кандидати биле оспорени неодамна и неодамнешните откритија за ѕвездената склоност фрлаат сомнеж за копнената природа на овие светови. И покрај оваа пречка за населување, нејзините сончеви аналогни особини (како Сонцето) довеле до широк интерес за ѕвездата. Со оглед на неговата стабилност, сличност и релативна близина со Сонцето, Тау Кит постојано се наведува како цел за потрага по вонземска интелигенција.
1 Име
Името „Tau Ceti“ е Бајеровата ознака за оваа ѕвезда, основана во 1603 година како дел од ѕвездениот каталог на германскиот небесен картограф Јохан Баер Јохан Бајер, ''„Уранометрија''“: таа е „број Т“ во Бајеровата низа од соѕвездието Кит. Во каталогот на ѕвезди во „''Календариум“'' (''Calendarium'') на Ал Ахсаси ал Муаккет, напишан во Каиро околу 1650 година, оваа ѕвезда била означена како „Талит ал Наамат“ (ثالث النعامات ), што на латински е преведено како „Tertia Struthionum“, како „трета од ноевите“. Оваа ѕвезда, заедно со η Кит (Денеб Алгенуби), θ Кит (Таних Ал Наамат), ζ Кит (Батен Каитос) и υ Кит, биле Ал Наамат (النعامات), квачки ноеви.
Во кинеската астрономија, „Квадратната небесна брашнара“ се однесува на астеризам кој се состои од τ Кит, ι Китi, η Кит, ζ Кит, θ Кит и 57 Кит. Следствено, кинеското име за самиот τ Кит е „Петтата ѕвезда на квадратната небесна брашнара“.
2 Движење
Сопственото движење на ѕвездата е нејзината брзина на движење низ небесната сфера, одредена со споредување на нејзината положба во однос на подалечните објекти во позадина. Тау Кит е сметана за ѕвезда со високо сопствено движење, иако има само годишен траверс од нешто помалку од 2 лачни секунди. Така ќе бидат потребни околу 2000 години пред местоположбата на оваа ѕвезда да се помести за повеќе од еден степен. Високото сопствено движење е показател за близината со Сонцето. Ѕвездите во близина можат да поминат лачен агол преку небото побрзо од далечните ѕвезди во позадина и се добри кандидати за проучување на паралакса. Во случајот со Тау Кит, мерењата на паралаксата укажуваат на растојание од светлосни години. Ова го прави еден од најблиските ѕвездени системи до Сонцето и следната најблиска спектрална ѕвезда од класа Г по Алфа Кентаур А.
Радијалната брзина на ѕвездата е составен дел на нејзиното движење што е кон или подалеку од Сонцето. За разлика од сопственото движење, радијалната брзина на ѕвездата не може директно да биде набљудувана, но може да биде одредена со мерење на нејзиниот спектар. Поради Доплеровото поместување, линиите на впивање во спектарот на ѕвездата ќе бидат малку поместени кон црвено (или подолги бранови должини) ако ѕвездата се оддалечува од набљудувачот или кон сина (или пократки бранови должини) кога се движи кон набљудувач. Во случајот со Тау Кит, радијалната брзина е околу -17 км/с, со негативна вредност што покажува дека се движи кон Сонцето. Ѕвездата најблиску ќе се приближи до Сонцето за околу 43.000 години, кога станува збор за во рок од 3.25 парсеци.
Растојанието до Тау Кит, заедно со неговото сопствено движење и радијалната брзина, заедно го даваат движењето на ѕвездата низ вселената. Вселенската брзина во однос на Сонцето е км/ч. Овој резултат потоа може да биде искористен за да биде пресметана орбиталната патека на Тау Кит низ Млечниот Пат. Има просечно галактоцентрично растојание од килопарсеци ( светлосни години) и орбитално занесување од 0,22.
3 Физички својства
Верувано е дека системот на Тау Кит има само еден ѕвезден составен дел. Забележан е слаб оптички придружник со величина13,1. Од 2000 година, тоа тело било лачни секунди оддалечено од главното тело. Можеби е гравитациски врзано, но е сметано дека е поверојатно дека е случајност од видното поле.
Повеќето од она што е познато за физичките својства на Тау Кит и неговиот систем е одредено преку спектроскопски мерења. Со споредување на спектарот со пресметаните модели на ѕвездената еволуција, може да биде проценета староста, масата, полупречникот и сјајноста на Тау Кит. Меѓутоа, со помош на астрономски интерферометар, мерењата на полупречникот на ѕвездата може да бидат направени директно со точност од 0,5%. Преку такви средства, полупречникот на Тау Кит е измерен дека е од сончевиот полупречник. Ова е приближно големината што е очекувана за ѕвезда со нешто помала маса од Сонцето.
3.1 Вртење
Вртежниот период на Тау Кит бил измерен со периодични варијации во класичните линии на впивање на H и K на поединечно јонизиран калциум (Ca II). Овие линии се тесно поврзани со површинската магнетна активност, така што периодот на варијација го мери времето потребно за местата на активност да завршат целосно вртење околу ѕвездата. Со тоа, периодот на вртење на Тау Кит е проценуван на денови. Поради Доплеровиот ефект, брзината на ѕвезденото вртење влијае на ширината на линиите на впивање во спектарот (светлината од страната на ѕвездата што се оддалечува од набљудувачот ќе биде поместена на поголема бранова должина; светлината од страната движењето кон набљудувачот ќе биде поместено кон пократка бранова должина). Со анализа на ширината на овие линии, може да биде проценета брзината на ѕвезденото вртење. Проектираната брзина на вртење на Тау Кит е
:
каде што ''v''<sub>eq</sub> е брзината на екваторот, а ''i'' е аголот на наклон на оската на вртење до линијата на видот. За една вообичаена ѕвезда Г8, брзината на вртење е околу км/ч. Мерењата на релативно ниската вртежна брзина може да укажат дека Тау Кит е гледан речиси од насоката на неговиот пол.
Неодамна, една студија од 2023 година проценила вртежен период од и a ''v''<sub>eq</sub> sin ''i'' од , што одговара на наклон на пол од .
3.2 Металичност
Хемискиот состав на ѕвездата дава важни индиции за нејзината еволутивна историја, вклучувајќи ја и возраста на која била образувана. Меѓуѕвездената средина на прашина и гас од која се образувани ѕвездите првенствено се состои од водород и хелиум со количество на потешки елементи во трагови. Како што блиските ѕвезди постојано еволуираат и умираат, тие ја засадуваат меѓуѕвездената средина со зголемен дел од потешки елементи. Така, помладите ѕвезди имаат тежнеење да имаат поголем дел од тешки елементи во нивната атмосфера отколку постарите ѕвезди. Овие тешки елементи астрономите ги нарекуваат „метали“, а делот од тешките елементи е металичноста. Количината на металичност во ѕвездата е дадена во однос на односот на железото (Fe), тежок елемент кој лесно е набљудуван, со водородот. Логаритам на релативното изобилство на железо е споредуван со Сонцето. Во случајот со Тау Кит, атмосферската металичност е
:<math>\left[\frac{\text{Fe{\text{H\right] \approx -0.50</math> декс,
еднакво на околу една третина од сончевото изобилство. Минатите мерења варираат од -0,13 до -0,60.
Ова помало изобилство на железо покажува дека Тау Кит е речиси сигурно постар од Сонцето. Неговата возраст претходно била проценувана на милијарди години, но сега е сметано дека е околу милијарди години. Ова е споредувано со милијарди години за Сонцето. Сепак, проценките за возраста за Тау Кит може да се движат од 4,4 до , во зависност од усвоениот модел.
Покрај вртењето, друг фактор што може да ги прошири особините на впивање во спектарот на ѕвездата е проширувањето на притисокот. Присуството на блиски честички влијае на зрачењето што го емитира поединечна честичка. Значи, ширината на линијата зависи од површинскиот притисок на ѕвездата, кој пак е одредувана од температурата и гравитацијата на површината. Оваа техника била искористена за да биде одредена површинската гравитација на Тау Кит. , или логаритамот на гравитацијата на површината на ѕвездата, е околу 4,4, многу блиску до за Сонцето.
3.3 Сјајност и променливост
Сјајноста на Тау Кит е еднаква на само 55% од сјајноста на Сонцето. Една земјовидна планета би требало да кружи околу оваа ѕвезда на растојание од околу за да одговара на нивото на сончева озраченост на Земјата. Ова е приближно исто како и просечното растојание помеѓу Венера и Сонцето.
Хромосферата на Тау Кит- делот од атмосферата на ѕвездата веднаш над фотосферата што емитува светлина - моментално покажува мала или никаква магнетна активност, што укажува на стабилна ѕвезда. Една 9-годишна студија за температурата, гранулацијата и хромосферата не покажала систематски варијации; Емисиите на Ca II околу инфрацрвените појаси H и K покажуваат можен 11-годишен циклус, но тој е слаб во однос на Сонцето. Алтернативно, претпоставувано е дека ѕвездата би можела да биде во состојба со ниска активност аналогна на Маундеров Минимум - историски период, поврзан со малото ледено доба во Европа, кога сончевите дамки станале исклучително ретки на површината на Сонцето. Спектралните линии на профилите на Тау Кит се исклучително тесни, што укажува на мала турбуленција и забележано вртење. Астеросеизмолошките колебања на ѕвездата имаат амплитуда околу половина од онаа на Сонцето и понизок животен век.
4 Планетарен систем
Главните фактори кои го поттикнуваат истражувачкиот интерес за Тау Кит се неговата близина, особините слични на Сонцето и импликациите за можниот живот на неговите планети. За целите на категоризацијата, Хол и Локвуд известуваат дека „поимите „сончева ѕвезда“, „ сончев аналог “ и „сончев близнак“ [се] напредно рестриктивни описи“. Тау Кит одговара на втората категорија, со оглед на неговата слична маса и мала променливост, но релативен недостаток на метали. Сличностите со децении вдахнувале споменувања во популарната култура, како и научно испитување. Во 1988 година, набљудувањата со радијална брзина отфрлиле какви било периодични варијации што се припишуваат на масивните планети околу Тау Кит во растојанија слични на Јупитер. Сè попрецизни мерења продолжуваат да исклучуваат такви планети, барем до декември 2012 година. Достигната прецизност на брзината е околу 11 м/с мерено во временски распон од 5 години. Овој резултат ги исклучува жешките Јупитери и веројатно ги исклучува сите планети со минимална маса поголема или еднаква на масата на Јупитер и со орбитални периоди помали од 15 години. Дополнително, во 1999 година било завршено истражувањето на блиските ѕвезди со Широко поле и планетарна камера на вселенскиот телескоп „Хабл“, вклучително и пребарување за слаби придружници на Тау Кит; ниту еден не бил откриен до границите на разрешувачката моќ на телескопот.
Сепак, овие пребарувања исклучиле само поголеми тела на кафеави џуџиња и џиновски планети кои кружат поблиску, така што помалите планети слични на Земјата во орбитата околу ѕвездата, како оние откриени во 2012 година, не биле исклучени. Доколку жешките Јупитери би постоеле во блиска орбита, тие веројатно би ја нарушиле зоната погодна за живот на ѕвездата; нивното исклучување на тој начин било сметано за позитивно за можноста за планети слични на Земјата. Општите истражувања покажале позитивна корелација помеѓу присуството на планети и матична ѕвезда со релативно висока металичност, што наведува дека ѕвездите со помала металичност како што е Тау Кит имаат помали шанси да имаат планети.
4.1 Откритие
На 19 декември 2012 година, биле преставени докази кои наведуваат систем од пет планети кои кружат околу Тау Кит. Проценетата минимална маса на планетите била помеѓу 2 и 6 Земјени маси, со орбитални периоди кои се движат од 14 до 640 дена. Еден од нив, Тау Кит е, се чини дека кружи околу половина оддалеченост од Тау Кит отколку Земјата од Сонцето. Со сјајноста на Тау Кит од 52% од онаа на Сонцето и оддалеченост од ѕвездата од 0,552 АЕ, планетата би примила 1,71 пати повеќе ѕвездено зрачење од Земјата, нешто помалку од Венера со 1,91 пати поголема од земјината. Сепак, некои истражувања ја ставаат во зоната погодна за живот на ѕвездата. Лабораторијата за планетарна животопогодност проценила дека Тау Кит f, која добива 28,5% ѕвездена светлина како Земјата, би била во зоната погодна за живот на ѕвездата, иако едвај.
Новите резултати биле објавени во август 2017 година. Тие ги потврдијле Тау Кит e и f како кандидати, но не успеале постојано да ги забележат планетите b (што може да биде лажно негативно), c (чиј слабо дефиниран привиден сигнал е поврзан со ѕвезденото вртење) и d (која не се појавила во сите податоци множества). Наместо тоа, тие пронашле два нови планетарни кандидати, g и h, со орбити од 20 и 49 дена. Сигналите откриени од планетите кандидати имаат радијални брзини до 30 цм/с, а опитниот метод што бил користен при нивното откривање, како што бил применет на HARPS, во теорија можел да открие до околу 20 цм/с. Ажурираниот модел со 4 планети е динамички спакуван и потенцијално стабилен милијарди години.
Меѓутоа, со понатамошни прочистувања, откриени биле уште повеќе планети кандидати. Во 2019 година, еден труд објавен во ''Astronomy & Astrophysics'' предложува дека Тау Кит може да има Јупитер или суперЈупитер врз основа на тангенцијална астрометриска брзина од околу 11,3 м/с. Точната големина и положбата на ова претпоставено тело не се утврдени, иако има најмногу 5 маси на Јупитер ако кружи помеѓу 3 и 20 АЕ. Студијата ''на Astronomical Journal'' од 2020 година на астрономите Џејми Дитрих и Даниел Апаи ја анализирале орбиталната стабилност на познатите планети и, земајќи ги предвид статистичките обрасци идентификувани од стотици други планетарни системи, ги истражиле орбитите во кои присуството на дополнителни, сè уште неоткриени најверојатни се планетите. Оваа анализа предвидела три планети кандидати на орбити кои се совпаѓаат со кандидатите на планетите b, c и d. Блиското совпаѓање помеѓу независно предвидените периоди на планетите и периодите на трите кандидати за планети претходно идентификувани во податоците за радијалната брзина ја поддржува вистинската планетарна природа на кандидатите b, c и d. Понатаму, студијата предвидува и барем една сè уште неоткриена планета помеѓу планетите e и f, т.е. во зоната погодна за живеење. Оваа предвидена вонсончева планета е идентификувана како PxP-4.
Бидејќи Тау Кит е веројатно порамнет на таков начин што е речиси со полот насочена кон Земјата (како што е наведено од нејзиното вртење), ако неговите планети го делат ова порамнување и имаат речиси лице-в орбити, тие би биле помалку слични на Земјината маса и повеќе до Нептун, Сатурн или Јупитер. На пример, кога орбитата на Тау Кит f е наклонета за 70 степени од тоа да биде лице кон Земјата, нејзината маса би била Земјини маси, што ја прави суперЗемја од среден до долен крај. Сепак, овие сценарија не се нужно вистинити; бидејќи дискот со остатоци на Тау Кит има наклон од , орбитите на планетите би можеле да бидат на сличен начин. Ако биде претпоставено дека орбитите на дискот со отпад и орбитите на f се еднакви, f би бил помеѓу и Земјини маси, што ја прави малку поголема веројатност да биде малНептун. Згора на тоа, колку е помал наклонот на планетарните орбити, толку тие имаат тежнеење да бидат помалку стабилни во одреден временски период, бидејќи планетите би имале поголема маса и затоа повеќе гравитациско влечење што пак би ја нарушило орбиталната стабилност на соседните планети. Така, на пример, ако како што е проценето во студијата на Королик и соработниците од 2023 година, Тау Кит има наклон на столб од околу 7 степени, а постулираните планети исто така, тогаш орбитите на тие планети би се приближиле до нестабилност во рок од само 10 милион години временска рамка, и затоа е крајно малку веројатно дека тие би преживеале за милијардите години што го сочинуваат животниот век на ѕвездениот систем.
4.2 Тау Кит е
Тау Кит e е кандидат планета што кружи околу Тау Кит, која првпат била предложена во 2012 година со статистичка анализа на податоците за варијациите на ѕвездата во радијалната брзина кои биле добиени со помош на HIRES, AAPS и HARPS. Неговите можни својства биле подобрени во 2017 година: доколку е потврдено, ќе кружи на растојание од 0,552 АЕ (помеѓу орбитите на Венера и Меркур во Сончевиот Систем) со орбитален период од 168 дена и има минимална маса од 3,93 Земјини маси. Ако Тау Кит има атмосфера слична на Земјата, температурата на површината би била околу . Врз основа на флуксот на инцидентот на планетата, студија на Гудел и колегите (2014) шпекулирала дека планетата може да лежи надвор од зоната погодна за живеење и поблиску до свет сличен на Венера.
4.3 Тау Кит f
Тау Кит f е кандидат планета што кружи околу Тау Кит, која била предложена во 2012 година со статистички анализи на варијациите на ѕвездата во радијалната брзина, а исто така била обновена со понатамошна анализа во 2017 година. Таа е од интерес бидејќи нејзината орбита го става во проширената зона на живеење на Тау Кит. Сепак, една студија од 2015 година посочува дека таа би била во умерената зона помалку од една милијарда години, така што можеби нема да има биопотпис што може да биде откриен.
Неколку својства на планетата се познати освен нејзината орбита и маса. Кружи околу Тау Кит на растојание од 1,35 АЕ (близу орбитата на Марс во Сончевиот Систем) со орбитален период од 642 дена и има минимална маса од 3,93 Земјини маси.
Сепак, повторната анализа на податоците во 2021 година обезбедила длабинска студија за систематиката на спектрографот HARPS, покажувајќи дека сигналот од 600 дена е веројатно лажна комбинација на инструментална систематика со потенцијален 1000-дневен, но сепак непознат сигнал.
4.4 Остаточен диск
Во 2004 година, тим од британски астрономи предводени од Џејн Гривс откриле дека Тау Кит има повеќе од десет пати поголема количина на кометарен и астероиден материјал што кружи околу него отколку Сонцето. Ова било утврдено со мерење на дискот од ладна прашина што кружи околу ѕвездата произведен од судири меѓу такви мали тела. Овој резултат ја намалува можноста за сложен живот во системот, бидејќи сите планети би страдале од големи удари приближно десет пати почесто од денешната Земја. Гривс забележала во времето на нејзиното истражување дека „веројатно е дека [кои било планети] ќе доживеат постојано бомбардирање од астероиди од видот за кој е верувано дека ги уништиле диносаурусите“. Ваквите бомбардирања би го попречиле развојот на биоразновидноста помеѓу влијанијата. Сепак, можно е голем гасен џин со големина на Јупитер (како што е предложената планета „i“) да може да ги отфрли кометите и астероидите.
Остаточниот диск бил откриен со мерење на количината на зрачење што го емитува системот во далечниот инфрацрвен дел од спектарот. Дискот образува симетрична особина која е центрирана на ѕвездата, а нејзиниот надворешен полупречник е во просек АЕ. Недостатокот на инфрацрвено зрачење од потоплите делови на дискот во близина на Тау Кит подразбира внатрешен прекин во полупречник од АЕ. За споредба, Кајперовиот Појас на Сончевиот Систем се протега од 30 до АЕ. За да биде одржуван во текот на подолг временски период, овој прстен од прашина мора постојано да биде надополнуван преку судири на поголеми тела. Се чини дека најголемиот дел од дискот орбитира околу Тау Кит на растојание од АЕ, далеку од орбитата на зоната погодна за живеење. На ова растојание, појасот за прав може да биде аналоген на Кајперовиот Појас што се наоѓа надвор од орбитата на Нептун во Сончевиот Систем.
Тау Кит покажува дека ѕвездите не треба да губат големи дискови додека стареат, а таков дебел појас можеби не е невообичаен меѓу ѕвездите слични на Сонцето. Појасот на Тау Кит е само 1/20 густ од појасот околу неговиот млад сосед, Епсилон Еридан. Релативниот недостаток на остатоци околу Сонцето може да биде невообичаен случај: еден член на истражувачкиот работен состав предложува дека Сонцето можеби поминало блиску до друга ѕвезда во почетокот на својата историја и дека повеќето од неговите комети и астероиди биле отстранети. Ѕвездите со големи дискови од отпад го промениле начинот на кој астрономите размислуваат за обарзувањето на планетите бидејќи ѕвездите со остаточни дискови, каде прашината постојано се создава од судири, изгледа дека лесно образуваат планети.
4.5 Животопогодност
Животопогодната зона на Тау Кит - местата каде што може да има течна вода на планета со големина на Земјата - се протега во полупречник од 0,55-1,16 АЕ, каде што 1 АЕ е просечното растојание од Земјата до Сонцето. Примитивниот живот на планетите на Тау Кит може да биде откриен преку анализа на атмосферскиот состав преку спектроскопија, ако составот веројатно нема да биде абиотичен, исто како што кислородот на Земјата е показател за живот.
Најоптимистичкиот проект за пребарување досега бил Проектот „Озма“, кој имал за цел да „пребара вонземска интелигенција“ (потрага по вонземска интелигенција) со испитување на избрани ѕвезди за индикации за вештачки радио сигнали. Бил управуван од астрономот Френк Дрејк, кој ги избрал Тау Кит и Епсилон Еридан како првични цели. И двете се наоѓаат во близина на Сончевиот Систем и физички се слични на Сонцето. Не биле пронајдени вештачки сигнали и покрај 200 часа набљудување. Последователните радио пребарувања на овој ѕвезден систем се покажале негативни.
Овој недостаток на резултати не го намалил интересот за набљудување на системот на Тау Кит за биопотписи. Во 2002 година, астрономите Маргарет Турнбул и Џил Тартер го развиле Каталогот на блиски животопогодни системи (HabCat) под покровителство на проектот „Феникс“, уште еден потфат во потрагата. Списокот содржел повеќе од теоретски животопогодни системи, приближно 10% од првичниот примерок. Следната година, Турнбул дополнително го подобрила списокот на 30 најперспективни системи од на оддалеченост од 100 светлосни години од Сонцето, вклучувајќи го и Тау Кит; ова ќе биде дел од основата на радио пребарувањата со телескопот „Ален“. Таа го избрала Тау Кит за конечен потесен список од само пет ѕвезди, погодни за пребарување на (сега откажаниот) телескопски систем Пронаоѓач на земјовидни планети, коментирајќи дека „ова се места во кои би сакал да живеам ако Бог ја постави нашата планета наоколу уште една ѕвезда“.
5 Поврзано
* Епсилон Еридан
* Список на најблиски ѕвезди
* Список на потенцијално вонсончеви планети погодни за живот
* Список на најблиски кандидати за земјовидни вонсончеви планети
* Тау Кит во фикцијата
6 Дополнителна литература
******