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Le stelle

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La Scienza da sempre si è avventurata nelle proprie ricerche per la conoscenza del nostro mondo: lo scienziato ha iniziato a muovere i suoi primi passi al di là dei confini della terra,verso gli altri corpi del Sistema Solare.
Da tempi immemorabili l’uomo osservava il cielo notturno e oltre alla Luna aveva scoperto numerosi compagni di viaggio della Terra :pianeti, satelliti e corpi minori e,con cannocchiali e telescopi, tentato di conoscerne forme e natura.
Quando,in una giornata serena, la luce del Sole permea ogni cosa, l’orizzonte che ci circonda appare chiuso in ogni direzione dalla volta azzurra, impenetrabile, del cielo: oltre al disco del Sole e, a volte, all’immagine sbiadita della Luna, sembra che non esista niente altro al di fuori del nostro pianeta. Ma se torniamo a guardare il cielo quando il Sole è tramontato, allora l’orizzonte si dilata all’infinito: quasi tutti gli innumerevoli punti luminosi disseminati nella volta celeste si trovano a distanze enormi e costituiscono una realtà estesa ben oltre lo spazio “vicino”, entro cui la Terra e altri otto pianeti ruotano,da miliardi di anni,intorno alla stella Sole. Lo sviluppo di tecniche di ricerca astronomiche ha aumentato le nostre capacità di osservazione e quei punti luminosi si sono rivelati corpi diversi tra loro per dimensioni,natura e origine;cerchiamo di farci un’idea di questa realtà cominciando dai corpi più diffusi nell’Universo,quei punti luminosi chiamati “stelle”,la cui storia è frutto di una continua evoluzione nel tempo e nello spazio.
Le stelle che si vedono a occhio nudo appaiono come punti che mostrano luminosità diversa,ma l’uso di strumenti adeguati e sempre più raffinati ci ha permesso di riconoscere anche altre caratteristiche che diversificano le stelle, e sono le dimensioni, la massa, temperatura, composizione chimica e così via. Dedichiamo perciò un po’ di attenzioni a tali caratteristiche che hanno fornito la chiave per comprendere cosa siano le stelle e quale ruolo svolgano nella struttura dell’Universo;
Esamineremo:
- la magnitudine,apparente e assoluta;
- la stelle doppie e i sistemi multipli di stelle;
- I colori,le temperature e gli spettri stellari;
- Le stelle in fuga e le stelle in avvicinamento.

Magnitudine apparente e assoluta
la diversa luminosità delle stelle è la caratteristica che ha suggerito, fin dai tempi di Ipparco di Nicea e di Tolomeo, di suddividere le stelle in classi sulla base del loro splendore, introducendo, sei ordini di grandezze: la prima grandezza per le più luminose, la sesta per le più deboli. Oggi il termine “grandezza” è sostituito da magnitudine: una stella di magnitudine 2 è 2,5 volte più luminosa di una con magnitudine pari a 3. Una volta scelte alcune stelle ben precise come standard di riferimento per la luminosità e dopo aver effettuato numerosissime misure, ci si è resi conto che alcuni corpi celesti, risultavano più luminosi di quelle già inseriti nella prima classe; si è passati, perciò, ad usare anche la magnitudine zero e quelle negative: ad esempio la stella SIRIO raggiunge nella scala delle magnitudini -1,47, la Luna piena -12,7 e il Sole -26,8.
Le misure di cui abbiamo parlato finora si riferiscono alla magnitudine apparente,misura della luminosità apparente ovvero quella rilevabile dal punto di osservazione, e della magnitudine assoluta ,misura della luminosità intrinseca di una stella senza tener conto delle condizioni in cui si trova l’osservatore.

Stelle doppie e sistemi di stelle
L’astronomo inglese Goodricke, verso la fine del ‘700, scoprì che la stella ALGOL splendeva di meno ogni 2 giorni e 21 ore; egli imbocco subito la via giusta, deducendone che Algol è in realtà un sistema di due stelle che ruotano una intorno all’altra, in un piano tale che, viste dalla terra, si eclissano a vicenda a intervalli regolari: quando una delle due stelle viene “occultata”, la sua luce viene intercettata e noi osserviamo una diminuzione della luminosità complessiva del sistema. Oggi conosciamo decine di migliaia di stelle doppie: in alcuni casi è possibile distinguere al telescopio i due componenti di un sistema (binarie visibili), altre volte una stella in apparenza singola si riconosce come doppia per le variazioni di luminosità ora descritte (variabili a eclissi); sono noti anche sistemi multipli con 3 o più stelle associate.
Le stelle binarie vengono studiate attentamente perché dall’analisi delle loro orbite è possibile risalire alla loro massa; dall’analisi dei periodi di occultamento è invece possibile ricavare il diametro delle stelle.

Colori, temperature e spettri stellari
Pare impossibile che l’uomo possa stabilire la composizione chimica delle stelle e di altri oggetti celesti così lontani; lo studio dei corpi luminosi e lontani avviene in buona parte con esami spettroscopici, con l’impiego di questi strumenti, un qualunque raggio luminoso da origine ad uno spettro, cioè ad una striscia formata da bande con tutti i colori dell’iride (dal rosso al blu), oppure da una serie di righe luminose. Gli spettri sono una specie di impronte digitali dei vari elementi chimici e costituiscono un potente strumento di indagine, poiché con uno spettroscopio è possibile ottenere anche lo spettro di corpi lontanissimi. Esaminando le posizioni e gli spessori delle righe negli spettri possiamo determinare gli elementi o i composti cimici del corpo da cui proviene la luce, o delle masse gassose attraversate dalla luce stessa. In realtà la questione non è così semplice perché il “tipo spettrale” dipende dalla temperatura del corpo emittente e le stelle non hanno tutte la stessa temperatura, come rivelano in prima approssimazione i differenti colori con cui ci appaiono, strettamente legati alle temperature superficiali delle singole stelle.
All’analisi spettroscopica, le diverse temperature delle stelle si traducono in pratica in differenti tipi spettrali, le stelle vengono perciò classificate in una serie di classi spettrali, ordinate in funzioni di valori decrescenti della temperatura. La classe spettrale O, per esempio, comprende le stelle a più alta temperatura superficiale, di colore bianco azzurro, mentre la classe M raccoglie le stelle più fredde di colore rosso; il nostro sole appartiene ad una classe intermedia con stelle di colore giallo con temperatura di 5.000 – 6.000 K. Le analisi spettrali hanno messo in evidenza una notevole uniformità nella composizione chimicha delle atmosfere stellari, cioè della parte più esterna dell’ammasso di materia di cui è formata una stella. Per la maggior parte tale materia è costituita di idrogeno (H: 80%) e di elio (He: 19%), mentre la parte rimanete comprende tutti gli altri elementi chimici.

Stelle in fuga e stelle in avvicinamento
Le stelle si muovono nel firmamento, ma nella maggiro parte dei casi il loro movimento è per noi impercettibile a causa della grande distanza. Il movimento di una stella viene studiato controllando la posizione dell’astro rispetto a stelle circostanti e ripetendo l’osservazione a lunghi intervalli di tempo. È ovvio che la velocità di una stella che si sposta può essere stimata con sufficiente approssimazione se la direzione del movimento è perpendicolare alla linea che unisce l’occhio dell’osservatore alla stella stessa. Ma alcuni corpi si allontanano o si avvicinano a noi: in questo caso (velocità radiali) le stime sono fornite ancora una volta dalla spettroscopia attraverso l’applicazione dell’effetto Doppler (in una sorgente di luce, per esempio una stella, che si allontana velocemente da noi, aumenta la lunghezza d’onda della luce che viene emessa, perciò la luce dei corpi stellari appare più rossa o più blu di quanto sia in realtà).
 


 



 

 

 

 

 

 

 

Sirio

 

stelle doppie