アルクトゥルス

アルクトゥルス
うしかい座のアークトゥルス（丸で囲まれた部分）
観測データエポックJ2000      エキノックスJ2000
星座うしかい座
発音/ ɑːr k ˈ tj ʊər ə s /ⓘ
赤経14時間15分39.7秒[ 1 ]
赤緯+19° 10′ 56″ [ 1 ]
見かけの等級 （V）−0.05 [ 2 ]
特徴
進化段階赤色巨星分枝[ 3 ]
スペクトル型K1.5III Fe−0.5 [ 4 ]
見かけの等級 （J） −2.25 [ 2 ]
U−B色指数+1.28 [ 2 ]
B−V色指数+1.23 [ 2 ]
R−I色指数+0.65 [ 2 ]
注記（カテゴリ：変動性）:H および K の放出は変化します。
天体測量
視線速度（R v）−5.19 [ 5 ] km/s
固有運動（μ）ラ： −1 093 .45 [ 6 ]マス/年12 月: −1 999 .40 [ 6 ]マス/年
視差（π）88.83 ± 0.54  mas [ 1 ]
距離36.7 ± 0.2 光年 (11.26 ± 0.07  pc )
絶対等級 （M V）−0.30 ± 0.02 [ 7 ]
詳細
質量1.08 ± 0.06 [ 3 ]  M ☉
半径25.4 ± 0.2 [ 3 ]  R ☉
明るさ170 [ 8 ]  L ☉
表面重力（log  g）1.66 ± 0.05 [ 3 ]  cgs
温度4,286 ± 30 [ 3 ]  K
金属量[Fe/H]−0.52 ± 0.04 [ 3 ] デックス
回転速度（v  sin  i）2.4 ± 1.0 [ 7 ]  km/s
年7.1+1.5 −1.2[ 3 ] ジル
その他の指定
アークトゥルス、スヴァティ、ホクレア、α うしかい座、アルファ ブー、α ブー、16 うお座座、BD +19°2777、GJ 541、HD 124897、HIP 69673、HR 5340、SAO 100944、LHS 48、PLX 3242.00
データベース参照
シンバッドデータ

アークトゥルスは、北のうしかい座にある赤色巨星で、うしかい座で最も明るい恒星です。バイエル名ではα Boötis （うしかい座）と表記され、ラテン語ではAlpha Boötis、略称はAlf Booまたはα Booです。見かけの視等級は-0.05等級[ 2 ]で、夜空で4番目に明るい恒星であり、北天半球で最も明るい恒星です。アークトゥルスは春の大三角の一角を形成しています。

太陽から36.7光年と比較的近い距離に位置するアークトゥルスは、スペクトル型K1.5IIIの赤色巨星です。これは、約71億歳で中心核の水素を使い果たし、主系列から進化を遂げた老齢星です。質量は太陽とほぼ同じですが、大きさは太陽の25倍（約3500万キロメートル）にまで膨張し、明るさは約170倍です。

命名法

アークトゥルスの伝統的な名前は、古代ギリシャ語のἈρκτοῦρος (Arktouros)からラテン語化され、「熊の守護者」を意味します。 [ 9 ]これは最終的に、 ἄρκτος ( arktos )「熊」[ 10 ]とοὖρος (ouros)「監視者、守護者」[ 11 ]に由来します。ἄρκτοςは「北」を意味するようになったため、この名前は「北の守護者」とも翻訳できます。[ 12 ]

アークトゥルスは1603年にヨハン・バイエルによってうしかい座α星（ラテン語でAlpha Boötis）と命名されました。2016年、国際天文学連合は恒星の固有名を分類・標準化するために、星名作業部会（WGSN）を組織しました。2016年7月に発表されたWGSNの第一報には、WGSNによって承認された最初の2つの命名案の表が掲載されており、うしかい座α星のアークトゥルスも含まれていました。[ 13 ] [ 14 ]

観察履歴

アークトゥルスとその特徴的な赤い色は古代や中世から言及されており、プトレマイオスはそれをsubrufa（「わずかに赤い」）と表現し[ 15 ]、ジェフリー・チョーサーは『アストロラーベ論』（1391年）の中でそれをAlramihと呼んでいます[ 16 ]。

1635年、フランスの数学者で天文学者のジャン＝バティスト・モランは、望遠鏡を使って昼間にアークトゥルスを観測しました。これは、太陽と超新星以外の恒星を昼間に観測した最初の記録でした。[ 17 ]

観察

アークトゥルスはうしかい座で最も明るい星です。

見かけの視等級が−0.05のアークトゥルスは、北天の半球で最も明るい恒星であり、夜空ではシリウス（見かけの等級−1.46）、カノープス（見かけの等級−0.72）、αケンタウリ（合わせた等級−0.27）に次いで4番目に明るい恒星である[ 18 ] 。しかし、αケンタウリABは連星であり、それぞれの構成要素はアークトゥルスよりも暗い。そのため、アークトゥルスはαケンタウリA（正式名称はリギル・ケンタウルス）の見かけの等級のすぐ上で、単独では3番目に明るい恒星となっている。[ 19 ]アークトゥルスは日没時または日没直前に肉眼で見ることができる。[ 19 ]

アークトゥルスは天の赤道の北19度に位置しているため、地球の両半球から見える。この星は4月27日の真夜中に最高潮に達し、6月10日の午後9時には北半球では晩春、南半球では秋に見られる。[ 20 ]北半球からアークトゥルスを見つける簡単な方法は、北斗七星（英国では鋤）の柄の弧をた​​どることである。この道を進み続けると、「アークからアークトゥルスへ、そしてスパイク（またはスピードオン）でスピカへ」とスピカを見つけることができる。 [ 21 ] [ 22 ]明るい星であるスピカとレグルス（出典によってはデネボラ）とともに、アークトゥルスは春の大三角の星群の一部である。コル・カロリとともに、これら4つの星はダイヤモンド星群を形成する。

アルクトゥルスのBV色指数は+1.23で、ポルックス（BV +1.00）とアルデバラン（BV +1.54）のほぼ中間です。[ 19 ]

うしかい座η星（別名ムフリッド星）はアークトゥルスからわずか3.3光年しか離れておらず、視等級は-2.5等級で、地球から見た木星の明るさとほぼ同じである。一方、うしかい座η星の観測者にとってアークトゥルスは-5.0等級で、地球から見た金星よりわずかに明るいが、オレンジがかった色をしている。[ 19 ]

身体的特徴

アークトゥルスの光学画像（DSS2 / MAST / STScI / NASA）

ヒッパルコス衛星によって測定された年間視差シフト88.83 ミリ秒角に基づくと、アークトゥルスは地球から36.7光年（11.26パーセク）離れています。視差の誤差は0.54ミリ秒角で、距離の誤差は±0.23光年（0.069パーセク）となります。[ 1 ]アークトゥルスは地球に近いため、固有運動が大きく、年間2秒角と、αケンタウリを除くどの1等星よりも大きいです。アークトゥルスはポルックスに次いで地球に2番目に近い巨星です。

アークトゥルスは太陽に対して急速に（秒速122キロメートル、時速27万マイル）移動しており、現在太陽に最も接近している。最接近は約4000年後で、その時のアークトゥルスは地球に現在よりも数百分の1光年近づくことになる。（古代には、アークトゥルスは星座の中心に近かった。[ 23 ] ）。アークトゥルスは古い円盤状の恒星であると考えられており[ 3 ]、アークトゥルス流として知られる52個の他の同様の恒星のグループと共に移動していると思われる。[ 24 ]

絶対等級が-0.30のアークトゥルスは、ベガやシリウスと並んで、太陽近傍で最も明るい恒星の一つです。可視光線の波長では太陽の約110倍の明るさですが、放射する光の多くは赤外線であるため、この明るさは実際の強度を過小評価しています。総出力（放射照度）は太陽の約180倍です。近赤外線Jバンドの等級は-2.2で、ベテルギウス（-2.9）とかぎ座R星（-2.6）に次ぐ明るさです。可視光線の出力が低いのは、表面温度が太陽よりも 低いため、効率が低いためです。

アークトゥルスは、微弱で冷たい伴星を持つ連星系の一員である可能性が示唆されているが、伴星は直接検出されていない。[ 3 ] 連星系伴星が存在しないため、アークトゥルスの質量を直接測定することはできないが、モデルはそれが太陽の質量よりもわずかに大きいことを示唆している。観測された物理的パラメータとの進化的マッチングにより、アークトゥルスの質量は1.08 ± 0.06  M ☉である[ 3 ]一方、最初のドレッジアップ星の酸素同位体比は1.2  M ☉となる。[ 25 ]この星は、進化の状態を考えると、過去にかなりの質量損失を経験してきたと予想される。[ 26 ]この星は、コロナ構造を加熱する磁気活動を示しており、おそらく14年未満の期間で太陽型の磁気サイクルを経験している。光球には約半ガウスの弱い磁場が検出されている。磁気活動は4つの緯度に沿って分布し、回転によって変調されているように見える。[ 27 ]

アークトゥルスの年齢は約60億年から85億年と推定されているが[ 3 ] 、その進化の状況については不確実な点もある。[ 28 ]アークトゥルスの色の特徴に基づくと、現在赤色巨星枝を上昇中であり、ヘリウムフラッシュを点火するのに十分な大きさの縮退ヘリウム核を蓄積するまで上昇を続けると予想される。[ 3 ]アークトゥルスは核から水素を使い果たし、現在は活発な水素殻燃焼段階にある可能性が高い。しかし、シャルボネルら（1998）はアークトゥルスを水平枝のわずかに上に位置し、ヘリウムフラッシュ段階をすでに完了していると示唆した。[ 28 ]

太陽、おおぐま座ベータ星、ポルックス、アルクトゥルスの大きさの比較。

スペクトラム

アークトゥルスは主系列から赤色巨星へと進化し、初期のK型星に分類されています。スペクトル型はK0IIIとされることが多いですが[ 29 ] 、 1989年にはK1.5III Fe-0.5のスペクトル標準として用いられました[ 4 ]。この接尾辞は、このタイプの典型的な恒星と比較して鉄がわずかに不足していることを示しています。全天で最も明るいK型巨星であるため、紫外線から赤外線までを網羅した複数のアトラスが刊行されています[ 30 ] [ 31 ]。

スペクトルは、紫外線の輝線から可視光線の原子吸収線、そして赤外線の分子吸収線へと劇的に遷移している。これは、大気の光学的厚さが波長によって変化するためである。 [ 31 ]スペクトルは、光球ではなく周囲の殻で生成されるいくつかの分子線で非常に強い吸収を示している。[ 32 ]一酸化炭素の線を調べたところ、大気の分子成分が恒星の半径の2～3倍まで外側に広がっており、この領域では彩層風が35～40 km/sまで急激に加速していることが示された。[ 33 ]

天文学者はヘリウムよりも原子番号が大きい元素を「金属」と呼びます。アークトゥルスの大気は鉄に比べてアルファ元素に富んでいますが、その金属量は太陽の約3分の1に過ぎません。アークトゥルスは種族IIの恒星である可能性があります。[ 19 ]

振動

全天で最も明るい恒星の一つであるアークトゥルスは、新興分野である恒星震学において多くの研究の対象となってきた。ベルモンテとその同僚は、1988年4月と5月にこの星の視線速度（スペクトル線のドップラーシフト）研究を実施し、数マイクロヘルツ（μHz）程度の周波数で変動していることを示した。その最高値は4.3μHz（2.7日）で、振幅は60ms −1、周波数間隔は約5μHzであった。彼らは、アークトゥルスの変動に対する最も妥当な説明は恒星の振動であると示唆した。[ 34 ]

恒星地震学的測定により質量と半径を直接計算することができ、0.8 ± 0.2  M ☉および27.9 ± 3.4  R ☉。このモデリング形式はまだ比較的不正確ですが、他のモデルを確認するには便利です。[ 35 ]

惑星の探索

ヒッパルコス衛星による天体測定によると、アークトゥルスは連星であり、伴星は主星の約20倍暗く、現在の技術では解像度の限界に達するほど近い軌道を周回していると考えられています。最近の研究結果はまだ決定的ではありませんが、ヒッパルコス衛星による連星伴星の検出を裏付けています。[ 36 ]

1993年、アルデバラン、アークトゥルス、ポルックスの視線速度測定により、アークトゥルスが長周期の視線速度振動を示していることが示され、これは恒星下伴星と解釈できる。この恒星下伴星は木星の約12倍の質量を持ち、アークトゥルスから地球と太陽との距離（1.1天文単位）とほぼ同じ軌道距離に位置する 。しかし、調査された3つの恒星はすべて同様の振動を示し、伴星の質量も同様であったため、著者らは、この変動は伴星の重力効果によるものではなく、恒星自体に固有のものである可能性が高いと結論付けた。今のところ、恒星下伴星は確認されていない。[ 37 ]

神話

膝の間に見えるアークトフィラクスのアークトゥルス

ある天文学の伝承では、アルクトゥルスはアルカス神話と関連づけられています。アルカスは、熊に姿を変えられた母カリストを射殺しようとしていました。ゼウスは、アルクトゥルスをうしかい座（ギリシャ語で「熊の守護者」アルクトフィラクス）に、そして母カリストスを大熊座（ギリシャ語で「熊」アルクトス）に変身させることで、差し迫った悲劇的な運命を回避しました。この記述はヒュギノスの『天文学』に記されています。[ 38 ]

アラトスは『パイノメナ』の中で、アルクトゥルス星はアルクトピュラクスのベルトの下に位置すると述べており、プトレマイオスの『アルマゲスト』によれば、アルクトルスは太ももの間に位置していたという。[ 39 ]

別の伝承では、この名前はイカリオスの伝説と結び付けられている。イカリオスは他の男たちにワインを贈ったが、酔いの経験がなかったため毒と間違えて殺害されたという。イカリオスはアークトゥルス、彼の愛犬マイラはカニキュラ（プロキオン）になったとされているが、ここでの「アークトゥルス」は星座ではなく星座の意味で使われている可能性もある。[ 40 ]

文化的意義

空で 最も明るい星のひとつであるアークトゥルスは、古代から観測者にとって重要な星でした。

古代メソポタミアでは、エンリル神と結び付けられ、シュドゥン（ヨーク）[ 23 ]または、バビロニアの三大星 カタログや紀元前1100年頃のMUL.APINに記載されている由来不明のSHU-PAとしても知られていました。[ 41 ]

古代ギリシャでは、この星は古代天文学文献、例えば紀元前700年頃のヘシオドスの『仕事と日々 』 [ 23 ]や、ヒッパルコスとプトレマイオスの星表にも登場する。星名を熊（ギリシャ語：ἄρκτος, arktos）と結びつける民間語源は、おそらくずっと後になってから考え出されたものである。[ 42 ]アラビア語の名前が使われるようになったため、この星は使われなくなったが、ルネサンス期に復活した。[ 43 ]プラトンの『法律』（844e）にも、アルクトゥルスは収穫期、特にイチジクとブドウの収穫の季節を告げる星として言及されている。[ 44 ]

1858年、ドナティ彗星の頭の横にあるアークトゥルス

アラビア語では、アークトゥルスはal-simāk「隆起したもの」と呼ばれる2つの星のうちの1つです（もう1つはスピカです）。アークトゥルスはالسماك الرامح as-simāk ar-rāmiħ 「槍騎兵の隆起したもの」と明記されています。Al Simak Al Ramihという用語は、 Al Achsasi Al Mouakketカタログ（ラテン語ではAl Simak Lanceatorと翻訳されています）に登場します。[ 45 ]これは過去に様々なローマ字表記がされ、 AramecやAzimechなどの廃れた異形につながっています。例えば、Alramihという名称はジェフリー・チョーサーの『アストロラーベ論』 （1391年）で使用されています。アラビア語の別の名前はハリス・エル・セマで、「天国の番人」という意味のحارس السماء ħāris al-samāに由来します。 [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]または「北の番人」 ħāris al-shamāl。[ 49 ]

インド天文学において、アークトゥルスはスワティまたはスヴァティ（デーヴァナーガリー語：स्वाति、音訳：IAST svāti, svātī́）と呼ばれ、おそらく「su」+「ati」（その遠さにちなみ「偉大なる者」）で、非常に慈悲深いという意味である。バートルハリのカーヴィヤ（訳注：原文に「真の真珠」とある）では「真の真珠」と呼ばれている。 [ 50 ]

中国天文学において、アークトゥルスは角宿（中国語：角宿、ピンイン：Jiǎo Xiǔ、直訳：角星）と呼ばれる中国の星座の中で最も明るい星であるため、大角（中国語：大角、ピンイン：Dàjiǎo、直訳：大きな角）と呼ばれています。後に、別の星座である亢宿（中国語：亢宿、ピンイン：Kàng Xiǔ） の一部となりました。

オーストラリア南東部のウォトジョバルク・クーリ族は、アルクトゥルスをマルピアン・クルク（Marpean-kurrk）と呼んでいました。これは、ジュイト（アンタレス）と、うしかい座のもう一つの星、ウィート・クルク（Weet-kurrk ）の母星です[ 51 ]（ムフリッド星）。[ 52 ]北に現れるアルクトゥルスは、春にヤマアリ（食用アリ）の幼虫がやってくることを意味していました。夏の始まりは、アルクトゥルスが西に沈み、太陽が沈み、幼虫が姿を消すことで示されました[ 51 ]アーネムランドのミリンギンビ島の人々は、アルクトゥルスとムフリッドを男女と見なし、日の出時にアルクトゥルスが現れるのを、ラキア（イワヒバリ）を収穫しに行く合図としました[ 53 ]ニューサウスウェールズ州北部のウェイルワン族は、アルクトゥルスを「赤い」という意味のグエンビラ（Guembila）と呼んでいました[ 53 ] : 84

先史時代のポリネシアの航海士たちは、アークトゥルスを「喜びの星」ホクレアと呼んでいました。アークトゥルスはハワイ諸島の天頂星です。ホクレアや他の星を使って、ポリネシア人たちはタヒチやマルケサス諸島から二重船殻のカヌーを進水させました。東と北へ航海し、彼らは最終的に赤道を越え、夏の夜空でアークトゥルスが真上に見える緯度に到達しました。列島の正確な緯度に到達したことを知った彼らは、貿易風に乗って真西へ航海し、上陸しました。ホクレアを真上に保つことができれば、彼らはハワイ島の南東の海岸に上陸することができました。タヒチへの帰路には、航海士たちはその島の天頂星であるシリウスを使うことができました。 1976年以来、ポリネシア航海協会のホクレア号は、この航海術を非計器航法に取り入れた航海士の指揮の下、何度も太平洋を横断してきました。 1985年12月、乗組員はニュージーランドのワイタンギ島への上陸に成功し、ンガーティ・ルアワヒア（マオリ語で「アルクトゥルスの部族」）という称号を得ました。 [ 54 ]

アークトゥルスには、先住民ポリネシア人にとってその重要性を表すいくつかの別名がありました。ソシエテ諸島では、アークトゥルスはアナ・タワ・タアタ・メトゥア・テ・トゥプ・マヴァエ（「傍らに立つ柱」）と呼ばれ、タヒチの死後の世界にある十の天を表す明るい星である十の「空の柱」の一つでした。[ 55 ]ハワイでは、うしかい座の模様はホク・イワ（「グンカンドリの星」を意味する）と呼ばれていました。この星座は、ハワイイロアが南太平洋からハワイに帰る途中の道筋を示していました。[ 56 ]ハワイの人々はアークトゥルスをホクレアと呼んでいました。[ 57 ]これはツアモツ諸島の星座テ・キヴァ（「グンカンドリ」を意味する）と同一視され、うしかい座の姿か、アークトゥルスだけを表している可能性があります。[ 58 ]しかし、アークトゥルスはツアモツ諸島ではトゥルと呼ばれる恒星である可能性がある。[ 59 ]ハワイ語でアークトゥルスを単独の星として呼ぶ場合、その名前はおそらくホクレアで、「喜びの星」または「澄んだ星」を意味する。[ 60 ]マルケサス諸島では、アークトゥルスはおそらくタウトゥと呼ばれ、1月頃の月を支配する星であった。マオリ族とモリオリ族はそれをタウトルと呼んだが、これはマルケサス諸島の名前の異形で、オリオン座のベルトと同じ名前である。[ 61 ]

イヌイットの天文学では、アークトゥルスは「老人」（イヌイット語でUttuqalualuk）や「最初の者たち」（イヌイット語でSivulliik）と呼ばれています。[ 17 ]カナダ東部のミクマク族は、アークトゥルスをフクロウのクークーグウェスと見なしていました。[ 62 ]

サーミ人は、アルクトゥルスを「ファヴドナ」と呼んでいます。これは、カシオペア座、ペルセウス座、ぎょしゃ座にある大きな星座であるサルヴィスまたはサルヴァ（トナカイまたはヘラジカ）を追う狩人です。北斗七星の柄は「ファヴドナダーヴギ」、つまり「ファヴドナの弓」です。 [ 63 ] [ 64 ]

20世紀初頭のアルメニアの科学者ナザレット・ダガヴァリアンは、アルメニアの民間伝承でグタニ・アストゥグ（アルメニア語：Գութանիաստղ; 文字通り「鋤の星」）として一般的に言及されている星は実際にはアークトゥルスであると理論づけた。これは、うしかい座がアルメニア人によって「エゾグ」（アルメニア語：Եզող; 文字通り「耕す人」）と呼ばれていたためである。 [ 65 ]

古代ローマでは、星の天体活動は嵐の前兆であると考えられており、プラウトゥスの喜劇『ルーデンス』（紀元前211年頃）の序文では、星の擬人化が語り手として登場している。 [ 66 ] [ 67 ]

4世紀末か5世紀初頭に編纂された『カーランダヴューハ・スートラ』には、観音菩薩の瞑想の一つとして「アークトゥルスの顔」が挙げられている。[ 68 ]

「アーサー」という名前の語源の一つは、「アークトゥルス」に由来し、アーサー王神話の元となった5世紀後半から6世紀初頭の人物がもともとこの星にちなんで名付けられたという説である。[ 67 ] [ 69 ] [ 70 ] [ 71 ] [ 72 ] [ 73 ]

中世において、アークトゥルスはベヘン派の恒星とされ、石のジャスパーとオオバコのハーブに帰属していました。コルネリウス・アグリッパは、そのカバラの星座をアルカメスという別名で記載しました。[ 74 ]

1933年のシカゴ万国博覧会の開会式では、アークトゥルスの光が使われました。アークトゥルスが選ばれたのは、アークトゥルスの光が前回のシカゴ万国博覧会（1893年）の頃に旅を始めたと考えられていたためです（アークトゥルスからの距離は36.7光年ですが、実際には1896年に光が始まっていました）。[ 75 ]

アメリカ南北戦争の真っ只中、エイブラハム・リンカーン大統領は1863年8月にワシントンD.C.の海軍天文台を訪れた際、9.6インチの屈折望遠鏡でアークトゥルスを観測した。[ 76 ]

スコットランドの作家デイヴィッド・リンゼイの1920年のSF小説『アルクトゥルスへの航海』は、アルクトゥルスを周回する架空の惑星トルマンスを舞台としている。小説の中で、アルクトゥルスはブランチスペルとアルペインという2つの架空の恒星からなる二重星として描かれている。 [ 77 ]この小説は後にC・S・ルイスの宇宙三部作（1938-1945）に影響を与えた。[ 78 ]

2016年の映画『パッセンジャー』では、宇宙船アヴァロン号と主要登場人物たちが遠い太陽系への旅の途中でアルクトゥルスの周りをパチンコで飛行する。 [ 79 ]

この星は、ザ・クレイン・ワイブス の2024年の曲「アークトゥルス・ビーミング」にも登場している[ 80 ]。

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