Alpha Centauri
| Doppelstern Alpha Centauri | |||||||||||
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| Die Position von Alpha Centauri. | |||||||||||
| Modul Vorlage:Sternkarte: Sternbildkarte nicht gefunden. Parameter Sternbild = "zentaur" | |||||||||||
| Beobachtungsdaten Äquinoktium: J2000.0, Epoche: J2000.0 | |||||||||||
| Sternbild | Kürzel fehlt oder falsch! | ||||||||||
| Rektaszension | |||||||||||
| Deklination | |||||||||||
| Astrometrie | |||||||||||
| Entfernung | 4,395 Lj (1,33 pc) | ||||||||||
| Einzeldaten | |||||||||||
| Namen | α Cen A; α Cen B | ||||||||||
| Beobachtungsdaten | |||||||||||
| Rektaszension | α Cen A | 14h 39m 36,5s [1] | |||||||||
| α Cen B | 14h 39m 35,08s [2] | ||||||||||
| Deklination | α Cen A | −60° 50′ 02.31″ [1] | |||||||||
| α Cen B | −60° 50′ 13.76″ [2] | ||||||||||
| Scheinbare Helligkeit | α Cen A | −0,003 ± 0,006 [3] mag | |||||||||
| α Cen B | 1,333 ± 0,014 [3] mag | ||||||||||
| Spektrum und Indices | |||||||||||
| Spektralklasse | α Cen A | G2 V | |||||||||
| α Cen B | K1 V | ||||||||||
| B−V-Farbindex | α Cen A | 0,65 | |||||||||
| α Cen B | 0,85 | ||||||||||
| U−B-Farbindex | α Cen A | 0,24 | |||||||||
| α Cen B | 0,64 | ||||||||||
| Physikalische Eigenschaften | |||||||||||
| Masse | α Cen A | 1,105 ± 0,0070 [3] M☉ | |||||||||
| α Cen B | 0,934 ± 0,0061 [3] M☉ | ||||||||||
| Radius | α Cen A | 1,224 ± 0,003 [3] R☉ | |||||||||
| α Cen B | 0,863 ± 0,005 [3] R☉ | ||||||||||
| Leuchtkraft | α Cen A | 1,522 ± 0,030 [3] L☉ | |||||||||
| α Cen B | 0,503 ± 0,020 [3] L☉ | ||||||||||
| Effektive Temperatur | α Cen A | 5810 ± 50 [3] K | |||||||||
| α Cen B | 5260 ± 50 [3] K | ||||||||||
| Andere Bezeichnungen und Katalogeinträge | |||||||||||
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Alpha Centauri (α Centauri, abgekürzt α Cen aber auch Rigil Kentaurus (englisch Rigilkent), Toliman oder Bungula genannt) ist ein ca. 4,4 Lichtjahre entferntes Doppelsternsystem im Sternbild Centaurus (am südlichen Sternhimmel). Es ist das hellste Gestirn in diesem Sternbild. Von der Erde aus gesehen, ist es das nächstgelegene Sternensystem. Es besteht aus den Sternen Alpha Centauri A und Alpha Centauri B. Es könnte sein, dass der erdnächste Stern Proxima Centauri auch zum Alpha Centauri-System gehört. Darüber sind sich die Experten allerdings nicht einig.
„Alpha Centauri“ ist eine Bezeichnung nach der Bayer-Klassifikation. Alpha (α) ist der erste Buchstabe des griechischen Alphabets, und Centauri (der Genitiv zu lat. Centaurus, der Kentaur) zeigt die Zugehörigkeit zum Sternbild Zentaur an. Der Eigenname „Rigil Kentaurus“ kommt aus dem Arabischen und bedeutet „Fuß des Kentauren“. Der ebenfalls arabische Name „Toliman“ (auch falsch „Tolimann“) bedeutet in etwa „das Vordem und das Hernach“. Seltener wird der Name „Bungula“ verwendet, welcher vermutlich vom lat. ungula („Huf“) herrührt und ebenso wie „Rigil“ das vordere Bein des Kentauren bezeichnet.
Alpha Centauri A ist mit einer scheinbaren Helligkeit von −0,01m nach Sirius (−1,46m), Canopus (−0,72m) und Arktur (−0,05m) vor Wega (0,03m) der vierthellste Stern am Himmel. Alpha Centauri B weist dagegen nur eine Helligkeit von 1,33m auf. Als Doppelstern erreichen sie dagegen eine Gesamthelligkeit von −0,27m und werden somit am Nachthimmel als dritthellstes Objekt außerhalb unseres Sonnensystems wahrgenommen.
Zusammen mit dem 5° entfernten Beta Centauri und den drei hellsten Sternen aus dem Sternbild Kreuz des Südens, welches westlich von ihnen liegt, bilden sie die deutlichste Häufung an Sternen der 1. Größe innerhalb einer Handspanne am gesamten Sternenhimmel.
Physikalische Eigenschaften
Alpha Centauri A und B sind gewöhnliche Hauptreihensterne . Als gemeinsam entstandenes Sternenpaar sind beide etwa 6,5 ± 0,3 Milliarden Jahren alt.[3] Damit hat Alpha Centauri A im Gegensatz zum kleineren und damit längerlebigen Alpha Centauri B schon mehr als die Hälfte seines Lebens hinter sich. Proxima Centauri dagegen ist nur etwa 4,85 Milliarden Jahre alt.
Über Alpha Centauri A und B liegen detaillierte Beobachtungen der Oberflächenschwingungen vor, aus denen die Asteroseismologie Rückschlüsse auf die innere Struktur der Sterne ziehen kann. Kombiniert man diese Beobachtungen mit den traditionellen Beobachtungsmethoden, so erhält man präzisere Werte über die Eigenschaften der Sterne, als mit den einzelnen Methoden möglich wäre.[3][4][5]
Alpha Centauri A
Alpha Centauri A ist der erdnächste „Sonnenzwilling“. Er leuchtet gelb-weiß und hat, wie die Sonne, den Spektraltyp G2 und die Leuchtkraftklasse V. Seine Oberflächentemperatur beträgt etwa 5800 K. Mit dem 1,22-fachen Sonnendurchmesser ist er größer als Alpha Centauri B und Proxima Centauri. Er besitzt 1,1 Sonnenmassen und gibt 1,52-mal mehr Strahlungsleistung ab als die Sonne. Die chemische Zusammensetzung ist jener der Sonne sehr ähnlich. Der Anteil an schweren Elementen ist jedoch um knapp 70 % höher (die Metallizität beträgt 0,22 ± 0,05).[3] Seine habitable Zone liegt zwischen 1,1 und 2 AE.[6]
Alpha Centauri B
Alpha Centauri B besitzt 0,93 Sonnenmassen und hat einen 0,86-fachen Sonnendurchmesser. Auch er ist ähnlich wie die Sonne zusammengesetzt. Der Anteil an schweren Elementen liegt allerdings um gut 70 % höher (die Metallizität beträgt 0,24 ± 0,05).[3] Mit einer Oberflächentemperatur von etwa 5300 K ist er nur wenig kühler als die Sonne. Er erreicht wegen der geringeren Temperatur und der kleineren Oberfläche jedoch nur 50 % der Sonnenstrahlungsleistung. Somit ist Alpha Centauri A dreimal leuchtkräftiger als der orange-gelb strahlende K1-V-Stern Alpha Centauri B. Die habitable Zone liegt in einem Abstand von 0,6 bis 0,8 AE.
Name Durchmesser
[Mio. km]Radius [R☉] Masse [Mo] Leuchtkraft [L☉] Spektralklasse α Centauri A 1,70 1,22 1,1 1,52 G2 V α Centauri B 1,20 0,86 0,93 0,50 K1 V Sonne 1,39 1 1 1 G2 V
Alpha Centauri als Doppelsternsystem
Der Doppelstern weist eine scheinbare Helligkeit von −0,27m und eine absolute Helligkeit von 4,1m auf. Mit bloßem Auge ist der Doppelstern von der Erde aus nicht zu trennen. Erst in einem Fernrohr mit 5 cm Öffnung sind die einzelnen Sterne erkennbar. Bis zum Jahr 1752 hielt man Alpha Centauri für einen Einzelstern.[7]
Einmal in 79,9 Jahren umrunden sich die beiden Sterne in einem Abstand von 11,2 (etwa der Abstand von Saturn zur Sonne) bis 35,6 AE (etwa der Abstand von Neptun zur Sonne). Im Schnitt sind Alpha Centauri A und B 20 AE voneinander entfernt. Diese Entfernungen lassen sich aufgrund der Exzentrizität von 0,52 berechnen.
Der Winkelabstand und der Positionswinkel verändern sich wegen der relativ kurzen Umlaufdauer innerhalb weniger Jahre merklich. (Siehe Tabelle). Die beiden Sterne sind dabei im Schnitt 40″ voneinander entfernt.
Die Lage von B relativ zu A Jahr Winkelabstand Positionswinkel 1990 19,7″ 215° 1995 17,3″ 218° 2000 14,1″ 222° 2005 10,5″ 230° 2010 6,8″ 245°
Proxima Centauri
→ Hauptartikel: Proxima Centauri
Für den Fall einer gravitativen Bindung an Alpha Centauri A und B wird Proxima Centauri gelegentlich als „Alpha Centauri C“ bezeichnet. Seine Umlaufdauer wird etwa auf 500.000 Jahre[8] geschätzt. Wegen der ungeklärten gravitativen Bindung, und weil Proxima Centauri im Vergleich so klein und weit von den anderen zwei Sternen entfernt ist, spricht man meistens von dem Doppel- und nicht von dem Dreifachstern Alpha Centauri.
Bewegung
In etwa 4000 Jahren wird sich Alpha Centauri optisch so weit an Beta Centauri angenähert haben, dass sie einen scheinbaren Doppelstern bilden werden. In Wirklichkeit ist Beta Centauri mit 520 Lj. viel weiter von der Sonne entfernt als Alpha Centauri.
Die Eigenbewegung des Alpha Centauri Systems läuft schräg auf unser Sonnensystem zu und verringert die Distanz um ca. 22 km/s, der Rote Zwerg Proxima Centauri hingegen um 16 km/s.[9] Wenn diese Daten korrekt sind, ist in etwa 7000 Jahren nicht mehr Proxima Centauri der erdnächste Stern, sondern abwechselnd Alpha Centauri A und B.
Die nächsten Nachbarsterne von Alpha Centauri sind die Sonne und mit 6,47 Lj. (1,98 pc) Barnards Pfeilstern. Barnards Stern ist auch von der Sonne mit einem Abstand von 5,96 Lj. der zweitnächste Stern.
Möglichkeit der Planetenbildung
Die Frage, ob sich Planeten in einem Doppelsternsystem bilden können, dessen beide Sterne eine Distanz von weniger als 50 AE zueinander aufweisen, ist umstritten[6].
Aufgrund von gravitativen Störungen würden in einem Doppelsternsystem keine Gasriesen wie Jupiter und Saturn entstehen.[10] Dies wird auch durch das Messen von Radialgeschwindigkeit, die keine Auffälligkeiten auf ein Vorhandensein von Gasriesen oder braune Zwerge hindeuten, bestätigt. Hätte es die Gasplaneten gegeben, hätten sie die Bahnen von möglichen möglichen terrestrischen Planeten, die sich in der Nähe der habitablen Zone befanden, erheblich stören können.
Computermodelle zur Planetenformation besagen, dass sich jedoch terrestrische Planeten nahe an Alpha Centauri A wie auch an Alpha Centauri B bilden könnten. [11][12][13] Auch die Entdeckung von Planeten in einem Doppelsternsystem wie Gamma Cephei, die hohe Metallizität des Systems Alpha Centauri und die Existenz von zahlreichen Satelliten um die Gasplaneten in unserem Sonnensystem sprechen dafür, dass möglicherweise auch um diese zwei Sterne Gesteinsplaneten existieren könnten.
Da durch das Fehlen von Gasriesen wie Jupiter oder Saturn keine Kometen ins innere Sternsystem von Alpha Centauri A oder B gelenkt werden würden, und damit eine Quelle von Wasser darstellen würden, würden erdähnliche Planeten im System Alpha Centauri trocken sein. Es sei denn, Alpha Centauri B würde diese Rolle für Alpha Centauri A, oder umgekehrt, übernehmen.
Die Frage, bis zu welcher Distanz Planeten in einem Doppelstern stabile Umlaufbahnen um die jeweiligen Sterne aufweisen können, ist noch nicht ganz geklärt. Für Alpha Centauri A schwanken die Einschätzungen von 1,2 AE bis zur halben Periheldistanz von 6,5 AE.[6]
Die Nachweisempfindlichkeit der von der NASA geplanten „Space Interferometry Mission“ (SIM) würde ausreichen, um eventuell im Alpha-Centauri-System existierende Planeten bis herab zu Erdgröße und darunter nachzuweisen.[14]
Bedingungen für Leben
Ausgehend von der Ähnlichkeit der beiden Sterne was das Alter, den Sterntyp, den Spektraltyp und die Stabilität der Orbits betrift, wird vermutet, dass dieses Sternensystem eine der besten Voraussetzungen für außerirdisches Leben bieten könnte. [15] Sterne, die momentan für die Entwicklung von Leben als geeignet eingestuft werden, umfassen gelbe G-Sterne, späte (kühle) F-Sterne und frühe (heiße) K-Sterne.
Ein Planet um Alpha Centauri A müsste einen Abstand von etwa 1,25 AE haben, um erdähnliche Temperaturen aufzuweisen. Das wäre etwa in der Mitte der Distanz von Erde und Mars zur Sonne. Für den weniger hellen, kühleren Alpha Centauri B müsste diese Distanz ungefähr 0,7 AE (etwa der Abstand von der Venus zur Sonne) betragen.
Forscher stellten 2006 eine Top-10-Liste der Sternsysteme vor, in denen man erdähnliche Planeten vermutet. Alpha Centauri B steht auf dieser Liste. Er ist auch ein Kandidat für das ersten Beobachtungsprogramm des Terrestrial Planet Finders von der NASA. Allerdings wurde der Bau dieses Weltraumteleskop wegen Budgetkürzungen auf unbestimmte Zeit verschoben.
Der Himmel über Alpha Centauri
Vom System Alpha Centauri aus gesehen würde der Himmel (die Sterne Alpha Centauris selbst natürlich ausgenommen) sehr ähnlich aussehen, wie er sich auch für Beobachter der Erde präsentieren würde. Die meisten Sternbilder wie Ursa Major und Orion würden beinahe unverändert erscheinen. Jedoch würde dem Sternbild Centaurus der hellste Stern fehlen, und die Sonne würde als 0,5m Stern im Sternbild Kassiopeia auftauchen. Vereinfacht betrachtet, würde aus dem \/\/ der Kassiopeia ein /\/\/ werden. Dabei steht die Sonne neben ε Kassiopeiae am Ende der Konstellation. Die Position ist durch die Punkte RA 02h 39m 35s und DE +60° 50′ festgelegt. Die Sonne steht antipodal (in der Gegenrichtung) zu der von der Erde aus gesehenen Position von Alpha Centauri.
Sich in der Nähe befindliche helle Sterne wie Sirius und Prokyon würden in sehr unterschiedlichen Positionen zu erblicken sein. Auch Altair würde in einem geringeren Maße etwas deplatziert wirken. Sirius wäre dann mit 2 Grad westlich von Beteigeuze ein Teil des Orions, wobei er nicht ganz so hell (−1,2m) erschiene wie von der Erde (−1,46m) aus. Auch die etwas weiter entfernten Sterne Fomalhaut und Wega würden an etwas anderer Stelle erscheinen. Proxima Centauri wäre trotz seines geringen Abstands (ein Viertel-Lichtjahr) nur ein unauffälliger Stern mit einer Helligkeit von 4,5m. Dies zeigt, wie lichtschwach der rote Zwergstern Proxima wirklich ist.
Ein Beobachter auf einem hypothetischen Planet um Alpha Centauri A oder B würde den jeweils anderen Stern als ein sehr helles Objekt sehen. Zum Beispiel würde ein erdgroßer Planet, der in einem Abstand von 1,25 AE Alpha Centauri A umkreist (und dabei etwa 1,34 Jahre benötigen würde), von ihm etwa die Lichtmenge empfangen, die die Erde von der Sonne erhält, und Alpha Centauri B würde zwischen 5,7 und 8,6m „dunkler“ erscheinen (−21 bis −18,2m). Das ist 190- bis 2700-mal lichtschwächer als Alpha Centauri A, aber immer noch 190- bis 2700-mal heller als der Vollmond. Umgekehrt bekäme ein erdgroßer Planet bei einem Abstand von 0,71 AE von Alpha Centauri B (eine Umrundung würde etwa 0,63 Jahre dauern) von ihm eine der Erde vergleichbare Einstrahlung, und Alpha Centauri A würde etwa 4,6 bis 7,3m (−22,1 bis −19,4m) schwächer strahlen als der Hauptstern. Das wäre 70- bis 840-mal lichtschwächer als Alpha Centauri B, aber immer noch 520- bis 6300-mal heller als der Vollmond.
In beiden Fällen würde es aussehen, als ob die „Zweitsonne“ im Laufe eines Planetenjahres den Himmel umkreist. Wird eine geringe Bahnneigung des Orbits von Alpha Centauri A gegenüber Alpha Centauri B angenommen, würden sich die Sterne im Laufe eines Jahre knapp nebeneinander befinden, und ein halbes Jahr später würde der sekundäre Stern als Mitternachtssonne scheinen. Nach einem weiteren halben Jahr würde er diesen Zyklus beendet haben. Für einen hypothetischen erdähnlichen Planeten um einen der beiden Sterne würde die zweite Sonne nicht hell genug sein, um das Klima oder die Photosynthese der Pflanzen noch beeinflussen zu können (auch wenn er so nahe kommen kann wie der Saturn der Sonne). Dennoch würde der weiter entfernte Stern für ein halbes Jahr den Nachthimmel so weit erhellen, dass er, anstatt pechschwarz zu sein, eher dunkelblau aussehen würde. Man könnte problemlos herumwandern und sogar ohne zusätzliches Licht leicht lesen können.
Einzelnachweise und Anmerkungen
- ↑ a b SIMBAD Query Result: HD 128620 – High proper-motion Star. Centre de Données astronomiques de Strasbourg, abgerufen am 5. Februar 2008 (englisch).
- ↑ a b SIMBAD Query Result: HD 128621 – High proper-motion Star. Centre de Données astronomiques de Strasbourg, abgerufen am 5. Februar 2008 (englisch).
- ↑ a b c d e f g h i j k l m n P. Eggenberger et al.: Analysis of α Centauri AB including seismic constraints. Astronomy and Astrophysics Bd. 417, 235-246 (2004) (PDF)
- ↑ Hans Kjeldsen, Timothy R. Bedding, R. Paul Butler, Joergen Christensen-Dalsgaard, Laszlo L. Kiss, Chris McCarthy, Geoffrey W. Marcy, Christopher G. Tinney, Jason T. Wright: Solar-like oscillations in alpha Centauri B. 29. August 2005 (englisch).
- ↑ AAO Anglo-Australian Observatory: Star near the southern cross is ‚ringing‘. 22. Dezember 2005 (englisch).
- ↑ a b c Unser Nachbar im Weltall. (deutsch).
- ↑ ALPHA CENTAURI. 30. Oktober 2007 (deutsch).
- ↑ Proxima -- The Proxima Centauri System. 27. Februar 2006, abgerufen am 22. Februar 2008 (englisch).
- ↑ Matthews, Robert; Gilmore, Gerard: Is Proxima really in orbit about Alpha CEN A/B? In: MNRAS. Band 261, 1993, ISSN 0035-8711, S. L5 (harvard.edu).
- ↑ M. Barbier, F. Marzari, H. Scholl: Formation of terrestrial planets in close binary systems: The case of α Centauri A. In: Astronomy & Astrophysics. Band 396, 2002, S. 219–224, doi:10.1051/0004-6361:20021357.
- ↑ Lissauer, J. J., E. V. Quintana, J. E. Chambers, M. J. Duncan, and F. C. Adams: Terrestrial Planet Formation in Binary Star Systems. In: Revista Mexicana de Astronomia y Astrofisica (Serie de Conferencias); First Astrophysics meeting of the Observatorio Astronomico Nacional: Gravitational Collapse: From Massive Stars to Planets. Band 22, 2004, S. 99–103 (G. Garca-Segura, G. Tenorio-Tagle, J. Franco, and H. W. Yorke (Ed.)).
- ↑ Quintana, E. V.; Lissauer, J. J.; Chambers, J. E.; Duncan, M. J.: Terrestrial Planet Formation in the Alpha Centauri System. In: ASTROPHYSICAL JOURNAL, Bulletin of the American Astronomical Society. Band 576, Nr. 2, 2002, ISSN 0004-637X, S. 982–996 (PART 1).
- ↑ Quintana, E. V.; Lissauer, J. J.: Terrestrial Planet Formation in Binary Star Systems. In: Springer publishing company (Hrsg.): Planets in Binary Star Systems. 2007 (arxiv.org [PDF]).
- ↑ Planet-Finding by Numbers. Jet Propulsion Laboratory, 18. Oktober 2006, abgerufen am 24. April 2007 (englisch).
- ↑ P. A. Wiegert and M. J. Holman: The stability of planets in the Alpha Centauri system. In: The Astronomical Journal. Band 113, Nr. 4, April 1997, S. 1445–1450 (harvard.edu).
