Alfa Centauri

Gwiazdozbiór Krzyża Południa (Crux) jest najbardziej charakterystycznym gwiazdozbiorem półkuli południowej. Na wschód od Krzyża Południa znajdujemy dwie jasne gwiazdy Alfa Centauri i Beta Centauri (Hadar) w Centaurze (Centaurus).

Jest on rozległym gwiazdozbiorem nieba południowego. Alfa Centauri jest układem potrójnym gwiazd obiegających wspólny środek masy. W jego skład wchodzi najbliższa Ziemi gwiazda Proxima Centauri
- czerwony karzeł;
- typ widmowy M5;
- jasność 11.3m;
- odległość 4.28 roku świetlnego.

Alfa Centauri jest jedyną wśród dziesięciu najjaśniejszych gwiazd nieba, która nie posiada własnej nazwy. "Alfa Centauri" nie jest bowiem nazwą, lecz naukowym określeniem wprowadzonym w 1603 r. przez niemieckiego astronoma Johannesa Bayera. Zgodnie ze stworzonym przez niego schematem klasyfikacji gwiazd najjaśniejszą gwiazdę w danym gwiazdozbiorze oznacza się grecką literą a (alfa); drugą co do jasności - literą b (beta) i tak dalej, przy czym po każdej literze następuje dopełniacz łacińskiej nazwy gwiazdozbioru. "Alfa Centauri" znaczy więc tyle, co "najjaśniejsza gwiazda w gwiazdozbiorze Centaura".

W odniesieniu do Alfy Centauri bywają niekiedy używane nazwy "Rigil Centaurus" ("Kopyto Centaura") i Toliman, które jednak nie przyjęły się wśród zawodowych astronomów. Wyjątkowość Alfy Centauri nie ogranicza się jednak do nazwy (czy też braku nazwy).

Gwiazda ta jest najbliższą jasno świecąca sąsiadką Słońca, od którego dzieli ją dystans 43 bilionów km, czyli 4,3 roku świetlnego (co oznacza, że na jego pokonanie promień świetlny potrzebuje czterech lat i czterech miesięcy). Odległość między Alfą Centauri i Słońcem jest aż 275000 razy większa od odległości między Słońcem i Ziemią. Po raz pierwszy liczbę tę wyznaczył w 1839 r. szkocki astronom Thomas Henderson, który pracował wówczas w obserwatorium w Kapsztadzie. Od końca XVII wieku wiedziano ponadto, że Alfa Centauri jest gwiazdą podwójną. Odkrycia tego dokonał w Indiach misjonarz nazwiskiem Richaud, który obserwował ją przez niewielki teleskop. Obie przyczyny (bliskość i podwójność) sprawiają, że Alfa Centauri należy do najczęściej oglądanych obiektów astronomicznych. Wiemy dziś, że składniki układu podwójnego, (które noszą oznaczenia Alfa Centauri A i Alfa Centauri B) obiegają się nawzajem po wydłużonej orbicie, wskutek czego odległość między nimi zmienia się od 1,6 do 5,2 miliarda km. Okres obiegu, czyli odstęp czasu, po którym składniki A i B powracają do takiego samego położenia na orbicie, wynosi 80 lat. Oba składniki mają niemal takie same masy jak Słońce. Bardziej podobny do Słońca jest jaśniejszy składnik oznaczany literą A.

W 1915 r. astronom o nazwisku Innes odkrył w bezpośrednim sąsiedztwie Alfy Centauri bardzo słabo świecącą gwiazdę, która po dokładnych pomiarach okazała się być jeszcze bardziej zbliżona do Słońca (różnica odległości wynosi 0,065 roku świetlnego, czyli 615 miliardów km). Nadano jej używaną do dzisiaj nazwę "Proxima Centauri", czyli "Najbliższa w Centaurze". Proxima, którą można ujrzeć tylko przez duży teleskop, ma średnicę dziesięciokrotnie mniejszą od średnicy Słońca i świeci dwa tysiące razy słabiej niż Słońce. W przeciwieństwie do żółtawej Alfy Centauri A ma ona wyraźną barwę czerwoną. Do dziś nie udało się jeszcze ustalić, czy Proxima jest trwale związana z układem Alfy Centauri poprzez siły grawitacji, czy też znalazła się w jego sąsiedztwie przypadkowo. Pomniejszenie Układu Słonecznego 100 milionów razy spowodowałoby, że Ziemia miałaby średnicę pomarańczy - 12 cm Księżyc o średnicy 3,5 cm byłby oddalony od Ziemi o 380 cm Słońce - potężna kula o średnicy 14 metrów - znajdowałoby się 1500 metrów od Ziemi-pomarańczy. Zewnętrzna planeta Układu Słonecznego - Pluton - w tej skali byłaby odległa od nas o... 60 kilometrów, zaś najbliższa nam gwiazda Alfa Centauri znajdowałaby się... prawie 400 tysięcy kilometrów od Ziemi (na Księżycu). W Polsce widoczny jest wiosną tylko fragment Centaura nisko nad horyzontem.

Słońce jest najbliższą Ziiemi gwiazdą, centralnym ciałem Układu Słonecznego, głównym źródło energii docierającej do Ziemi oraz najjaśniejszy obiekt na niebie. Słońce jest gwiazdą ciągu głównego o jasności absolutnej 484 (jasność obserwowana –267), typu widmowego G2V. Masa wynosi 1,991 · 1030 kg (332 958 mas Ziemi), promień 696 tys. km, średnia gęstość 1,41 g/cm3, przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni 274 m/s2, temp. fotosfery ok. 6000 K, temp. centrum ok. 16 mln K;moc promieniowania słonecznego jest równa 3,826 · 1026 J/s; obrót Słońca jest niejednorodny; najszybszy na równiku (okres 25 dni), najwolniejszy przy biegunach (ponad 31 dni). Słońce znajduje się w odległości ok. 8 kpc od centrum Galaktyki, w pobliżu płaszczyzny Drogi Mlecznej; w stosunku do gwiazd otaczających Słońce porusza się z prędkością ok. 20 km/s w kierunku gwiazdozbioru Herkulesa. Słońce jest gwiazdą pojedynczą, nietypową, ponieważ większość gwiazd występuje w parach.

Astronomia obserwacyjna odniosła kolejny sukces: uczeni z Obserwatorium Genewskiego zarejestrowali drgania powierzchni gwiazdy alfa Centauri, przypominające pulsacje naszego Słońca. Dlaczego sukces? Udało się wykryć pulsacje o amplitudzie 20 metrów u kuli gazowej, mającej promień... 875 tysięcy kilometrów. A wyniki są istotne z punktu widzenia teorii.

Gwiazdy w układzie alfa Centauri - a jest ich co najmniej dwie - to najbliższe nam tego rodzaju ciała niebieskie. Układ ten tworzą alfa Centauri A i B oraz (zapewne) nieco luźniej z nimi związana Proxima Centauri, oddalona od Słońca o zaledwie 4,3 roku świetlnego. Jaśniejszy ze składników - alfa Centauri A - bardzo przypomina nasze Słońce: jest karłem o typie widmowym G2. Bliskość układu alfa Centauri sprawia, że składnik A jest najjaśniejszą gwiazdą konstelacji Centaura i jedną z najjaśniejszych gwiazd ziemskiego nieba. W Polsce jednak nie możemy podziwiać jej blasku, świeci bowiem na niebie południowym.

Od z górą 20 lat astronomowie rozwijają dyscyplinę badawczą, zwaną heliosejsmologią. Jej istotę stanowi obserwowanie drgań powierzchni Słońca i weryfikowanie za pomocą tych rezultatów teorii, która mówi nam, jak nasza Dzienna Gwiazda jest zbudowana - od powierzchni aż do samego jej centrum. Ale skąd biorą się owe drgania i dlaczego można je wykorzystywać do testowania modeli słonecznego wnętrza? Odpowiedź na drugie pytanie jest prostsza: dzieje się to podobnie, jak w przypadku geologii, która rejestrując i śledząc fale sejsmiczne, wyciąga wnioski o wewnętrznej budowie Ziemi. Pierwsze pytanie wymaga nieco więcej wyjaśnień.

W centralnych obszarach Słońca, w jego jądrze, produkowana jest energia - w reakcjach termojądrowych wodór zamienia się w hel. Kwanty energii biegną ku powierzchni gwiazdy, ale w pewnym momencie tak "podgrzewają" gaz, że ten zaczyna wrzeć, jak woda na ogniu. W ten sposób pod powierzchnią Słońca utworzyła się warstwa konwekcyjna, w której bąble rozgrzanej materii unoszą się do góry, ochładzają i opadają na dół, gdzie znowu są ogrzewane przez energię nieustannie dopływającą z jądra. To słoneczne bulgotanie jest źródłem fal dźwiękowych. Nie ma w tym nic dziwnego. Przecież słyszymy, gdy w garnku zagotowuje się woda. Dla gwiazdy podobnej do Słońca niesie to pewne konsekwencje. Fale dźwiękowe wędrują przez korpus gwiazdy, odbijają się od jej powierzchni, wprawiają ją w drgania... I tak jak fale sejsmiczne, mogą nam dostarczyć informacji o strukturze gwiezdnego wnętrza.

Szwajcarscy astronomowie, Franois Bouchy i Fabien Carrier, postanowili sprawdzić, czy alfa Centauri A drga podobnie jak Słońce i czy oscylacje te uda się zarejestrować z powierzchni Ziemi. Wykorzystali do tego celu teleskop o średnicy 1,2 metra (im. Leonarda Eulera) w Obserwatorium La Silla w Chile, słynny z odkryć planet krążących wokół innych gwiazd. Nieprzypadkowo. I w jednym, i w drugim przypadku chodzi o wychwycenie drobnych ruchów poprzez obserwacje zmian w widmie gwiazdy. To dobrze wszystkim znany efekt Dopplera: gdy źródło światła przybliża się do nas, długość fali ulega skróceniu (linia widmowa przesuwa się ku niebieskiej części widma), gdy się od nas oddala - długość fali wzrasta (tzw. przesunięcie ku czerwieni). I udało się, przeprowadzone w maju 2001 r. obserwacje potwierdziły, że alfa Centauri A wibruje podobnie jak Słońce.

Zarejestrowane ruchy fragmentów powierzchni gwiazdy odbywają się z prędkością 35 cm/s, co odpowiada oscylacjom wielkości 40 metrów w przypadku gwiazdy o promieniu 875 tysięcy kilometrów. Trudno to nawet nazwać "gwiezdnym westchnieniem". A jednak udało się je wychwycić: nasze Słońce wzdycha w tempie pięciominutowym, natomiast alfa Centauri A - siedmiominutowym. A zatem bardzo podobnie. Co potwierdza przewidywania teoretyków, którzy konstruują modele wewnętrznej budowy takich gwiazd.