¿Cuál es la estrella más lejana visible a simple vista?

Question

Mi novia y yo estábamos viendo Cosmos y algo que dijo Carl Sagan nos hizo preguntarnos cuál es la estrella visible más lejana. Obviamente, "visible a simple vista" es un concepto difuso que podría tener muchas respuestas defendibles, pero esperemos que no demasiadas.

Para hacer la pregunta un poco más interesante, limitémonos a las estrellas distinguibles individualmente; de lo contrario, la respuesta es claramente alguna galaxia del Grupo Local, y no hay muchas para comprobarlo.

Lo más parecido a una respuesta razonable que se nos ocurrió fue este lista de wikipedia de estrellas más luminosas que cualquier estrella más cercana. La estrella más lejana de esa lista con una magnitud aparente plausiblemente visible es Eta Carinae (a 7500 ly, magnitud 4,55). Sin embargo, hay varias razones por las que no estoy dispuesto a considerar esto definitivamente contestado:

• Es un artículo de la wikipedia, y además con pocas fuentes. Así que no me fío del todo.
• Clasifica las estrellas por su luminosidad bolométrica y no por su luminosidad visual, así que quizás haya alguna estrella más lejana cuyo espectro esté mejor centrado en el rango visible.
• En realidad, no está garantizado que la estrella visible más lejana esté en una lista de ese tipo, incluso suponiendo que se aclaren los otros dos puntos. Tal vez la estrella visible más lejana sea apenas visible, y haya alguna estrella más cercana y absolutamente más brillante que ella que aparezca en la lista.

Teniendo en cuenta todos estos puntos, ¿es realmente Eta Carinae la estrella visible más lejana, o hay alguna estrella visible que esté más lejos de nosotros?

Answer 1

A raíz de las preguntas planteadas por Rob Jeffries, he reescrito completamente mi respuesta:

¿Cuál es la estrella más lejana visible a simple vista?

De hecho, esta pregunta tiene muchas respuestas defendibles. No es sólo el concepto " visible a simple vista " que es difusa. Las estrellas que vemos rara vez son objetos individuales, sino sistemas estelares binarios y múltiples. ¿Permitimos los dobles y los múltiples? La redacción de su pregunta (" restrinjamos a las estrellas individualmente distinguibles ") sugiere excluir los sistemas estelares múltiples. Pero la estrella candidata más visible presentada ( Eta Carinae ) es exactamente eso: un múltiplo. Y como la mayoría de las estrellas muy luminosas, Eta Carinae es también una estrella variable. ¿Deben permitirse las estrellas variables? ¿Debemos permitir las estrellas variables que en el pasado reciente fueron visibles para el aye humano, pero que actualmente no lo son? Si es así, ¿permitimos también las estrellas variables cataclísmicas? ¿Permitimos las novas y las supernovas? Aparte de todas estas ambigüedades, como subraya Rob Jeffries en los comentarios de abajo, también está la cuestión de la incertidumbre (a menudo considerable) en las distancias cósmicas. ¿Cómo manejamos estas incertidumbres?

Definamos primero lo que entendemos por " visible a simple vista ". Las estrellas visibles a simple vista dependen de la contaminación lumínica del lugar desde el que se observa y de las condiciones atmosféricas (y obviamente también de la vista). La llamada " cielo de magnitud 6 " se toma a menudo como el estándar para un buen sitio oscuro sin contaminación lumínica. Las estrellas umbrales que se pueden ver en un cielo nocturno así tienen una magnitud aparente de 6.

Así que podemos eliminar una ambigüedad clave cambiando la pregunta por "¿qué estrella más brillante que la 6ª magnitud está más lejos?".

Según este artículo :

"La estrella más lejana que podemos ver a simple vista es V762 Cas en Casiopea a 16.308 años-luz de distancia. Su brillo es de magnitud 5,8 o justo por encima del límite de la 6ª magnitud".

Esta respuesta propone una estrella variable, pero excluye claramente las supernovas, ya que eso habría dado lugar a distancias mucho mayores (más adelante se hablará de ello). Rob cuestiona la aparente precisión de cinco dígitos de esta respuesta. Un poco de investigación revela que la cifra de la distancia se deriva del valor central en el paralaje medido de 0,22 +/- 0,59 mas (milisegundos de arco). Esto significa que no tenemos más de un 50% de confianza en que la distancia sea efectivamente de 16 kly (kilo año luz) o más.

No debemos aceptar ciegamente un nivel de confianza del 50%. Más bien deberíamos acordar un nivel de confianza que se considere lo suficientemente estricto para el propósito previsto de seleccionar la estrella más lejana. Otra ambigüedad más que resolver.

Propongo utilizar el rango superior de una desviación estándar de la medición de paralaje (en el caso de V762 Cas 0,22 + 0,59 = 0,81 mas) para derivar las distancias. Esto nos da una distancia estimada de 4,0 kly con una confianza de alrededor del 85% de que la distancia real es al menos este valor. (Como señala Rob, una medición de paralaje más reciente para V762 Cas da como resultado 1,18 +/- 0,45 mas. Si combináramos ambas mediciones de paralaje para obtener una estimación chi-cuadrado de la distancia real, llegaríamos a un valor compatible con 4 kly).

Esto lleva a la conclusión de que el frecuentemente citado V762 Cas (véase por ejemplo ici y ici ) es probablemente la estrella más lejana visible a simple vista. Por ejemplo, HIP 107418 , propuesta por Rob como estrella candidata más lejana, tiene una desviación estándar inferior al rango superior de paralaje de 0,62 mas, lo que corresponde a una distancia de confianza del 85% de 5,3 kly.

No dispongo de medios para analizar extensas bases de datos de estrellas, pero ofrezco este candidato a estrella más lejana visible a simple vista: AH Sco con una desviación estándar del rango superior de paralaje de 0,48 mas , lo que lleva a un 85% de confianza de que su distancia supera los 6,8 kly.

Por último, ¿a qué respuesta llegamos si permitimos una gama más amplia de estrellas variables, incluidas las supernovas?

Propongo SN 1885A a una distancia de 2,6 millones de años luz (¡!) como la estrella individual más lejana que alguna vez (hace casi 130 años) fue visible a simple vista.

Answer 2

He tomado el catálogo revisado de paralaje de Hipparcos, elaborado por van Leeuwen (2007, Astronomy & Astrophysics, 474, 653) y he tomado un subconjunto de estrellas con Hpmag <6 (es decir, aproximadamente el límite a simple vista) y he aceptado sólo aquellos objetos con un error de paralaje/paralaje > 2,5. Cualquier cosa con un error fraccionario mayor en el paralaje no es de fiar.

Si luego miro esta lista, ordenada por el recíproco de la paralaje, veo una serie de candidatos a la estrella más lejana a simple vista. Voy a enumerar las 4 primeras.

Name          Hpmag  |  Plx (mas)  |  e_Plx (mas) | Distance (pc) | Name/Spectral Type

HIP 107418    4.39      0.48           0.14         2080            nu Cep  A2 I  
HIP 22783     4.29      0.52           0.19         1920            alpha Cam  09.5 I  
HIP 54463     4.09      0.52           0.17         1920            chi Car  G0 I   
HIP 107259    3.91      0.55           0.20         1820            mu Cep  M2 I  

Nótese que V762 Cas (=HIP 5926) tiene una distancia de sólo 850 pc (paralaje 1,18 +/-0,45 mas) según este catálogo. La tan citada Deneb tiene una paralaje de 2,31 +/- 0,32 mas y, por tanto, es probable que esté más cerca de 1000pc.

Las 4 primeras son supergigantes azules o hipergigantes amarillas/rojas. El último de la lista es un objeto bien conocido y muy estudiado. El tamaño de las barras de error es tal que es difícil decir cuál es (exactamente) el más lejano, y hay otros pocos más abajo en la lista que podrían ser más distantes dentro de sus incertidumbres de paralaje. Los resultados de Gaia a principios de 2017 resolverán esta cuestión.

Eta Carina no tiene paralaje en el catálogo Hipparcos, pero esto puede deberse a que era demasiado débil en ese momento o, más probablemente, a que no es una fuente suficientemente puntual (rodeada de nebulosidad) para que el análisis de datos funcione correctamente. En el catálogo CDS de SIMBAD aparece como V=6,21 (del catálogo de fotometría de Ducati [2002]) y esa es también su magnitud en el catálogo de estrellas brillantes de Yale. Por supuesto, es es una variable y ha sido mucho más brillante en el pasado reciente, por lo que fue un objeto a simple vista y actualmente es un objeto a simple vista. El sistema tiene una naturaleza binaria, aunque el compañero secundario tiene una masa mucho menor y sólo contribuye con una pequeña fracción de la luz (Mehner et al. 2010, ApJ, 710, 729).

Allen & Hillier (1993, PASA, 10, 338) dan una distancia de 2200 +/- 200 pc utilizando un método llamado "velocidad de expansión". La estrella puede formar parte de una asociación mayor que incluye los cúmulos Tr 14 y 16 que tienen una distancia de 2900 +/- 300 pc (Hur et al. 2012, AJ, 143 41). Así que probablemente esté más lejos que los 4 objetos que he enumerado anteriormente y sea un objeto actual a simple vista (finales de 2014) con V $\simeq 5$ (ver http://etacar.fcaglp.unlp.edu.ar/plots/historic.jpg ).

Un problema a la hora de "ver" Eta Car a simple vista es que está mezclada con una gran cantidad de nebulosidad brillante, por lo que es difícil decir hasta qué punto se está viendo la estrella o la estrella más muchos de sus alrededores.

Answer 3

Rho Cassiopeiae es mi candidato favorito. Sé que es una variable, pero actualmente es visible en noches muy claras. Una de las razones para elegirla es que figura a 8.200 años luz (más en algunas listas), lo que significa que la luz estaba en camino desde ella hace 6.000 años cuando algunos dicen que se creó el universo. Esto requeriría que la luz se hubiera creado en tránsito. Cassiopeiae es fácil de ver y Rho está ligeramente arriba de la parte superior de la W cuando la Osa Mayor está por debajo de Polaris.

Answer 4

La compilación Extended Hipparcos (Anderson+, 2012) proporciona las distancias de las estrellas del catálogo Hipparcos, junto con la magnitud aparente en Johnson V (que se aproxima a lo brillante que parece una estrella para el ojo humano).

El cálculo de la distancia es Dist = 1000/Plx * (1+1,2*(e_Plx/Plx)^2).

Aplicando los criterios de búsqueda Vmag<6 & Dist>0 (es decir, no nulo) se identifican 4 estrellas en Carina que están a más de 2450 parsecs (más de 8000 años luz), todas ellas "componentes únicas", con algún grado de variabilidad:

HIP 51623=HR 4144 2497pc Vmag=5,98 (var < 0,06mag; Hpmag = 6,075)

HIP 52405=HR 4198 (V519 Car) 2492pc Vmag=5,36 (0,06mag < Var < 0,6 mag; Hpmag = 5,446)

HIP 51192=HR 4110 (V399 Car) 2484pc Vmag=4,65 (var < 0,06mag; Hpmag = 4,778)

HIP 52004=HR 4169 (V370 Car) 2475pc Vmag=5,47 (0,06mag < Var < 0,6 mag; Hpmag = 5,47)

Dependiendo de la fiabilidad de las distancias indicadas, cualquiera de ellas podría ser una buena candidata.