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

Siguiendo 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 " lo que está borroso. Las estrellas que vemos rara vez son objetos únicos, sino más bien sistemas estelares binarios y múltiples. ¿Permitimos dobles y múltiplos? La redacción de su pregunta (" limitémonos a estrellas distinguibles individualmente ") sugiere excluir múltiples sistemas estelares. Pero la candidata a estrella visible más lejana propuesta ( Eta Carinae) es exactamente eso: un múltiplo. Y como la mayoría de las estrellas muy luminosas, Eta Carinae también es una estrella variable. ¿Deberían permitirse las estrellas variables? ¿Deberíamos permitir estrellas variables que en el pasado reciente eran visibles para el ojo humano, pero que actualmente no lo son? Si es así, ¿permitimos también estrellas variables cataclísmicas? ¿Permitimos novas y supernovas? Además de todas estas ambigüedades, como destaca Rob Jeffries en los comentarios a continuación, también está la cuestión de la incertidumbre (a menudo considerable) en las distancias cósmicas. ¿Cómo manejamos estas incertidumbres?

Primero definamos qué entendemos por " visible a simple vista ". Las estrellas que son visibles a simple vista dependen de la contaminación lumínica del sitio desde el que se observa y de las condiciones atmosféricas (y, obviamente, también de la vista). El llamado " cielo de magnitud 6 " a menudo se toma como el estándar para un buen sitio oscuro sin contaminación lumínica. El umbral de estrellas que puede ver en un cielo nocturno de este tipo tiene una magnitud aparente de 6.

Entonces, podemos eliminar una ambigüedad clave cambiando la pregunta a "¿qué estrella más brillante que la sexta 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 magnitud 6".

Esta respuesta propone una estrella variable, pero excluye claramente las supernovas, ya que eso habría resultado en distancias mucho mayores (más sobre esto más adelante). Rob cuestiona la aparente precisión de cinco dígitos en esta respuesta. Un poco de investigación revela que la cifra de 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 del 50% de confianza en que la distancia es 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 distante. ¡Otra ambigüedad más por resolver!

Propongo usar 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 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 derivar una estimación de chi-cuadrado de la distancia real, llegaríamos a un valor compatible con 4 kly.)

Esto da como resultado la conclusión de que la V762 Cas a menudo citada (ver, por ejemplo , aquí y aquí ) es poco probable que sea la estrella más distante visible a simple vista. Por ejemplo, HIP 107418 , presentada por Rob como candidata a la estrella de mayor distancia, tiene un rango superior de paralaje inferior a una desviación estándar de 0,62 mas, lo que corresponde a una distancia de confianza del 85% de 5,3 kly.

No tengo los medios para analizar extensas bases de datos de estrellas, pero ofrezco a esta estrella candidata más distante visible a simple vista: AH Sco , con un rango superior de una desviación estándar de paralaje de 0.48 mas , lo que lleva a un 85% de confianza de que su la distancia supera los 6,8 kly.

Finalmente, ¿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 distante que alguna vez (hace casi 130 años) fue visible a simple vista.

Tomé el catálogo de paralaje revisado de Hipparcos, producido por van Leeuwen (2007, Astronomy & Astrophysics, 474, 653) y tomé un subconjunto de estrellas con Hpmag <6 (es decir, aproximadamente el límite a simple vista) y acepté solo aquellos objetos con un paralaje /error en paralaje > 2.5. Realmente no se puede confiar en nada con un error fraccional mayor en paralaje.

Si luego miro esta lista, ordenada por el recíproco de paralaje, veo una serie de candidatos para la estrella más distante a simple vista. Voy a enumerar los 4 primeros.

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  

Tenga en cuenta que V762 Cas (=HIP 5926) tiene una distancia de solo 850 pc (parallax 1.18 +/-0.45 mas) según este catálogo. El Deneb citado con frecuencia tiene un paralaje de 2,31 +/- 0,32 mas y, por lo tanto, es probable que esté más cerca de 1000pc.

Los 4 primeros son todos supergigantes azules o hipergigantes amarillos/rojos. El último de la terna es un objeto muy conocido y muy estudiado. El tamaño de las barras de error es tal que es difícil decir cuál (exactamente) es la más distante, y hay otras pocas más abajo en la lista que podrían estar más distantes dentro de sus incertidumbres de paralaje. Los resultados de Gaia a principios de 2017 resolverán este problema.

Eta Carina no tiene un paralaje en el catálogo de Hipparcos, pero esto puede deberse a que era demasiado débil en ese momento o, más probablemente, no es una fuente suficientemente puntual (rodeada de nebulosidad) para que el análisis de datos funcione correctamente. Las listas del catálogo SIMBAD CDS son como V=6.21 (del catálogo de fotometría de Ducati [2002]) y esa es también su magnitud en el catálogo de estrellas Yale Bright. Por supuesto, es una variable y ha sido mucho más brillante en el pasado reciente, por lo que era un objeto a simple vista y actualmente es un objeto a simple vista. El sistema tiene una naturaleza binaria, aunque el compañero secundario es de mucha menor masa y aporta solo 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 usando el llamado método de "velocidad de expansión". La estrella puede ser parte de una asociación más grande que incluye los cúmulos Tr 14 y 16 que tienen una distancia de 2900 +/- 300 pc (Hur et al. 2012, AJ, 143 41). Entonces, probablemente esté más distante que los 4 objetos que enumeré anteriormente y es 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 al "ver" Eta Car a simple vista es que está mezclado con mucha nebulosidad brillante, por lo que es difícil decir hasta qué punto está viendo la estrella o la estrella más muchos de sus alrededores. a continuación para ver una imagen de Sky Survey digitalizada - ¡desordenado!

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

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

El cálculo de la distancia es Dist = 1000/Plx * (1+1.2*(e_Plx/Plx)^2).

Al aplicar el criterio de búsqueda Vmag<6 & Dist>0 (es decir, no nulo) se identifican 4 estrellas en Carina que tienen más de 2450 parsecs (más de 8000 años luz), todas las cuales son "componentes únicos", con cierto grado de variabilidad:

HIP 51623=HR 4144 2497pc Vmag=5.98 (var < 0.06mag; Hpmag = 6.075)

HIP 52405=HR 4198 (Auto V519) 2492pc Vmag=5.36 (0.06mag < Var < 0.6 mag; Hpmag = 5.446)

HIP 51192=HR 4110 (Auto V399) 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 cuán confiables sean las distancias enumeradas, cualquiera de estas podría ser una buena candidata.