Canopus

L’astronome musulman Ibn Rushd se rendit à Marrakech, au Maroc, en 1153 pour observer l’étoile, car elle était invisible dans sa ville natale de Cordoue , en Al-Andalus . Il utilisa la différence de visibilité selon la latitude pour affirmer que la Terre est ronde , reprenant l’argument d’Aristote selon lequel une telle observation n’était possible que si la Terre était une sphère relativement petite.

L'explorateur anglais Robert Hues a attiré l'attention des observateurs européens sur Canopus dans son ouvrage de 1592 , le Tractatus de Globis , ainsi que sur Achernar et Alpha Centauri , en notant :

« Or, il n’y a donc que trois étoiles de première magnitude que j’ai pu percevoir dans toutes ces régions, étoiles qui ne sont jamais vues ici en Angleterre. La première est cette étoile brillante à l’avant d’ Argo , qu’ils appellent Canobus. La deuxième se trouve à l’extrémité d’ Éridan . La troisième se trouve au pied droit du Centaure . »

Dans l' hémisphère sud , Canopus et Sirius sont tous deux visibles simultanément haut dans le ciel et atteignent un méridien justela première magnitude , Canopus est visible à l'œil nu au crépuscule. Principalement visible du milieu à la fin de l'été dans l'hémisphère sud, Canopus atteint son apogée à minuit le 27 décembre et à 21 heures le 11 février

Observée depuis des latitudes inférieures à étoile circumpolaire . Située très au sud dans le ciel, elle n'est jamais visible aux latitudes moyennes et nordiques ; en théorie, sa limite nord de visibilité se situe à Athènes , de San Francisco et de Séoul , et très près de Séville et d'Agrigente . Elle correspond presque exactement à celle de l'observatoire Lick, sur le mont Hamilton en Californie , d'où elle est facilement visible grâce aux effets de l'altitude et de la réfraction atmosphérique , qui ajoutent un degré à son altitude apparente. Dans des conditions idéales, on peut l'apercevoir jusqu'à le mont Nemrut en Turquie, Crète (Grèce) où la meilleure saison pour l'observer vers 21 heures est fin janvier et début février.

Canopus possède un indice de couleur B-V de +0,15 (0 correspondant à un blanc bleuté), ce qui indique qu'il est essentiellement blanc, bien qu'il ait été décrit comme blanc jaunâtre. Son type spectral est F0, et le type suivant, plus chaud, est A9. Il est moins jaune qu'Altaïr ou Procyon , dont les indices sont respectivement de 0,22 et 0,42. Certains observateurs ont pu percevoir Canopus comme ayant une teinte jaunâtre en raison de sa faible altitude et, par conséquent, des effets atmosphériques. Patrick Moore a déclaré qu'il ne lui était jamais apparu autrement que blanc. La correction bolométrique de Canopus est de 0,00, ce qui signifie que sa magnitude absolue visuelle et sa magnitude absolue bolométrique sont égales.

Canopus was previously proposed to be a member of the Scorpius–Centaurus association, however it is not located near the subgroups of that association, and has not been included as a Sco-Cen member in kinematic studies that used Hipparcos astrometric data. Canopus is not thought to be a member of any nearby young stellar groups. In 2014, astronomer Eric Mamajek reported that an extremely magnetically active M dwarf (having strong coronal X-ray emission), 1.16 degrees south of Canopus, appears to share a common proper motion with Canopus. The projected separation of the M dwarf 2MASS J06234738-5351131 ("Canopus B") is approximately 1.9 parsecs. However, despite this large separation, it is still within the estimated tidal radius (2.9 parsecs) for the massive star Canopus. A 2022 study, using data from Gaia Early Data Release 3, found a candidate companion star with a similar parallax and proper motion to that of Canopus. With a mass of 0.2 times that of the Sun, Gaia EDR3 5500822971164705792 has a projected separation of 220.1 arcseconds, or 20,870 astronomical units at the distance of Canopus.

Since it is more luminous than any star closer to Earth, Canopus has been the brightest star in the night sky during three epochs over the past four million years. Other stars appear brighter only during relatively temporary periods, during which they are passing the Solar System much closer than Canopus. About 90,000 years ago, Sirius moved close enough that it became brighter than Canopus, and that will remain so for another 210,000 years. But in 480,000 years, as Sirius moves further away and appears fainter, Canopus will once again be the brightest, and will remain so for a period of about 510,000 years.

Role in navigation

Le mur sud-est de la Kaaba à La Mecque est aligné sur le point de lever de Canopus et porte également le nom de Janūb . Les Bédouins du Néguev et du Sinaï connaissaient Canopus sous le nom de Suhayl et l'utilisaient, avec l'étoile polaire, comme les deux principales étoiles de navigation nocturne. Comme elle disparaît sous l'horizon dans ces régions, elle fut associée à une nature changeante, contrairement à l'étoile polaire, toujours visible, circumpolaire et donc « immuable ».

Le pôle céleste sud peut être localisé approximativement à l'aide de Canopus et de deux étoiles brillantes différentes. La première, Achernar , forme un triangle équilatéral entre les étoiles et le pôle sud. On peut également localiser le pôle plus grossièrement en utilisant une ligne imaginaire entre Sirius et Canopus ; Canopus se trouvera approximativement au milieu de cette ligne, à écliptique en font un outil précieux pour la navigation spatiale. De nombreux engins spatiaux embarquent une caméra spéciale, appelée « suiveur d'étoiles Canopus », ainsi qu'un capteur solaire pour la détermination de leur orientation . Mariner 4 a utilisé Canopus pour la stabilisation de son second axe (après s'être verrouillé sur le Soleil) en 1964 ; c'était la première fois qu'une étoile était utilisée comme repère.

Canopus a été peu étudiée par les scientifiques occidentaux avant le XXe siècle. Elle a été classée spectralement F en 1897, une des premières applications de cette extension de la classe I de Secchi , relative aux étoiles où les raies de l'hydrogène sont relativement faibles et la raie K du calcium relativement intense. Elle figurait comme une étoile standard de type F0 dans le catalogue Henry Draper , le type spectral F0 étant défini par des raies d'hydrogène deux fois moins intenses que celles d'une étoile de type A0 et une raie K du calcium trois fois plus intense que Hδ. L'astronome américain Jesse Greenstein, passionné par les spectres stellaires, a utilisé le télescope Otto Struve, récemment construit à l'observatoire McDonald, pour analyser en détail le spectre de l'étoile. Dans un article de 1942, il a rapporté que le spectre est dominé par de fortes raies d'hydrogène larges. On y observe également des raies d'absorption du carbone, de l'azote, de l'oxygène, du soufre, du fer et de nombreux métaux ionisés. Elle a été étudiée dans l' ultraviolet par l'une des premières missions spatiales habitées, Gemini XI, en 1966. Les spectres UV ont été considérés comme compatibles avec une supergéante F0 ayant une température deJohn Hearnshaw et Krishna Desikachary ont examiné le spectre plus en détail et ont publié leurs résultats en 1982.

Lorsque les classes de luminosité ont été ajoutées à la classification spectrale MK, Canopus a été classée Iab, indiquant une supergéante de luminosité intermédiaire. Cette classification était basée sur l'intensité relative de certaines raies spectrales connues pour être sensibles à la luminosité d'une étoile. Dans la 5e édition du Catalogue des étoiles brillantes, elle est classée F0II, classe de luminosité indiquant une géante brillante . Les profils des raies de Balmer et l'intensité des raies de l'oxygène permettent de déterminer la taille et la luminosité de Canopus.

Lorsque l'influence de la vitesse de rotation stellaire sur les raies spectrales est prise en compte, la classe spectrale MK de Canopus est ajustée à A9II. Son spectre est principalement composé de raies d'absorption sur un continuum visible , mais une certaine émission a été détectée. Par exemple, la raie K du calcium présente de faibles ailes d'émission de part et d'autre de la forte raie d'absorption centrale, observée pour la première fois en 1966. Les profils des raies d'émission sont généralement corrélés à la luminosité de l'étoile, comme le décrit l' effet Wilson-Bappu , mais dans le cas de Canopus, ils indiquent une luminosité bien inférieure à celle calculée par d'autres méthodes. Des observations plus détaillées ont montré que les profils des raies d'émission sont variables et pourraient être dus à des plages de diffraction à la surface de l'étoile. Une émission est également observée dans d'autres raies, telles que les raies h et k du magnésium ionisé.

Avant le lancement du télescope spatial Hipparcos , les estimations de distance de Canopus variaient considérablement, de 96 à 1 200 années- lumière (soit de 30 à 370 parsecs). Par exemple, une ancienne estimation de 200 parsecs (652 années _- lumière) lui conférait une luminosité de mas . La plus grande distance découle de l'hypothèse d'une magnitude absolue très brillante pour Canopus.

Hipparque a établi que Canopus étaitparsecs ) du Système solaire ; ceci est basé sur sa mesure de parallaxe de 2007 demas . À 95 parsecs, l' extinction interstellaire de Canopus est faible, à 0,26 magnitude. Canopus est trop brillant pour être inclus dans les campagnes d'observation normales du satellite Gaia et aucune parallaxe Gaia n'a été publiée à son sujet.

At present the star is drifting further away from the Sun with a radial velocity of 20km/s. Some 3.1million years ago it made the closest approach to the Sun at a distance of about eccentricity of 0.065.

The absorption lines in the spectrum of Canopus shift slightly with a period of Doppler variations were interpreted as orbital motion. An orbit was even calculated, but no such companion exists and the small radial velocity changes are due to movements in the atmosphere of the star. The maximum observed radial velocities are only 0.7 to km/s. Canopus also has a magnetic field that varies with the same period, detected by the Zeeman splitting of its spectral lines. Canopus is bright at microwave wavelengths, one of the few F-class stars to be detected by radio. The rotation period of the star is not accurately known, but may be over three hundred days. The projected rotational velocity has been measured at 9km/s.

An early interferometric measurement of its angular diameter in 1968 gave a limb-darkened value of mas, close to the accepted modern value.Very-long-baseline interferometry has been used to calculate Canopus's angular diameter at mas. Combined with distance calculated from its Hipparcos parallax, this gives it a radius of 71 times that of the Sun. If it were at the centre of the Solar System, it would extend 90% of the way to the orbit of Mercury. The radius and temperature relative to the Sun means that it is 10,700 times more luminous than the Sun, and its position in the H-R diagram relative to theoretical evolutionary tracks means that it is rayons X , probablement produits par sa couronne chauffée magnétiquement à plusieurs millions de kelvins . Cette température est vraisemblablement due à une rotation rapide combinée à une forte convection se propageant dans les couches externes de l'étoile. L'émission de rayons X mous sous-coronaux est beaucoup plus faible que l'émission de rayons X durs de la couronne. Ce même comportement a été observé chez d'autres supergéantes de type F, comme α Persei , et est désormais considéré comme une propriété normale de ces étoiles.

Le spectre de Canopus indique qu'elle a passé environ 30 millions d'années de son existence en tant qu'étoile bleu-blanc de la séquence principale d'environ 10 masses solaires, avant d'épuiser son hydrogène central et de quitter la séquence principale . La ​​position de Canopus dans le diagramme H-R indique qu'elle se trouve actuellement en phase de combustion de l'hélium dans son cœur. C'est une étoile de masse intermédiaire qui a quitté la branche des géantes rouges avant que son cœur ne devienne dégénéré et qui se trouve maintenant dans une boucle bleue . Les modèles d'évolution stellaire dans la phase de boucle bleue montrent que la longueur de cette boucle est fortement influencée par la rotation et les effets de mélange à l'intérieur de l'étoile. Il est difficile de déterminer si une étoile évolue actuellement vers des températures plus élevées ou vers des températures plus basses, car les trajectoires évolutives des étoiles de masses différentes se chevauchent pendant les boucles bleues.

Canopus se situe du côté chaud de la bande d'instabilité et ne pulse pas comme les céphéides de luminosité similaire. Cependant, son atmosphère semble instable et présente de forts signes de convection.

Canopus pourrait avoir une masse suffisante pour exploser en supernova ou devenir une naine blanche massive .

Canopus était connue des anciens Mésopotamiens et représentait la ville d' Eridu dans les catalogues d'étoiles babyloniens intitulés « Les Trois Étoiles de chaque » , puis sous le nom de MUL.APIN vers 1100 av. J.-C. Les Babyloniens l'appelaient MUL.NUN ^KI , ce qui signifie « étoile de la ville d'Eridu ». Eridu était la cité sumérienne la plus méridionale et l'une des plus anciennes. De là, la vue vers le sud était dégagée, si bien qu'il y a environ 6 000 ans, en raison de la précession des équinoxes, le premier lever de l'étoile Canopus en Mésopotamie ne pouvait être observé que depuis cet endroit, au méridien sud, à minuit.

Aujourd'hui, l'étoile Sigma Sagittarii est connue sous le nom commun de Nunki.

Canopus n'était pas visible pour les Grecs et les Romains de l'Antiquité continentale ; il l'était cependant pour les Égyptiens . C'est pourquoi Aratus n'a pas écrit à son sujet lorsqu'il restait sous l'horizon, contrairement à Ératosthène et Ptolémée , qui l'observaient depuis Alexandrie et le nommaient Kanōbos . Un poète-prêtre égyptien du temps de Thoutmôsis III mentionne l'étoile sous le nom de Karbana, « l'étoile qui répand sa lumière dans un éclat de feu, lorsqu'elle disperse la rosée du matin ». Sous les Ptolémées , l'étoile était connue sous le nom de Ptolémée ( en grec : Πτολεμαῖον) et son lever acronyque marquait la date des Ptolémées, célébrées tous les quatre ans, de 262 à 145 av. J.-C.

L'astronome grec Posidonius a utilisé les observations de Canopus pour calculer avec une assez grande précision la circonférence de la Terre , vers 90-120 av. J.-C.

Héritage

Canopus apparaît sur le drapeau du Brésil , symbolisant l'État de Goiás .

Deux navires ravitailleurs de sous-marins de l'US Navy ont été baptisés du nom de Canopus, le premier ayant servi de 1922 à 1942 et le second de 1965 à 1994.

La Royal Navy a construit neuf vaisseaux de ligne de classe Canopus au début du XIXe siècle, et six le mont Canopus en Antarctique ; et le mont Canopus ou Canopus Hill en Tasmanie , où se trouve l’ observatoire astronomique de Canopus Hill .