Algol: due stelle tra scienza, miti e misteri

• 28 aprile 2016

Esistono stelle di grande interesse storico, studiate fin dall’antichità, ed altre che invece venivano osservate con diffidenza e timore. Ci sono stelle che hanno ispirato miti e leggende, ed altre che rivestono un ruolo importante nella nascita dell’astrologia. Ci sono stelle di fondamentale rilevanza scientifica, stelle che hanno fornito risposte ad importanti quesiti della cosmologia ed altre che hanno generato rompicapi apparentemente irrisolvibili. E ci sono stelle che hanno assunto un’importanza tale da costituire da sole il prototipo di un’intera categoria di astri.
Ma esiste una stella che possiede tutte queste caratteristiche contemporaneamente: si tratta di Β-Persei, meglio nota con il nome di Algol, oggetto situato nella costellazione di Perseo e distante 93 anni luce da noi. Algol è una cosiddetta binaria fisica, ossia un sistema costituito da due stelle vicine (Algol A e Algol B) che orbitano una attorno all’altra distanziate da soli 11 milioni di Km (per un confronto, basti pensare che Mercurio ne dista mediamente 60 dal nostro Sole). Algol A è la componente principale del sistema, essendo più massiccia, calda e luminosa. Durante le reciproche orbite, accade che la debole Algol B transiti esattamente davanti alla compagna, eclissandola; di conseguenza, la luminosità totale del sistema subisce un brusco calo: stelle di questo tipo vengono definite variabili ad eclissi.

Le caratteristiche di queste eclissi sono molto particolari: innanzitutto, la porzione di Algol A a venire oscurata è considerovele, oltre il 79% della superficie totale. Di conseguenza la variazione di luminosità del sistema è molto marcata, passando da una magnitudine 2,1 ad una di 3,9. Un simile cambiamento è notevolissimo, tanto da fare di Algol una delle pochissime stelle visibili ad occhio nudo dotate di una così spiccata variabilità. Se poi aggiungiamo il fatto che queste eclissi sono estremamente frequenti, ripetendosi regolarmente ogni 2,867 giorni per una durata di circa 10 ore l’una, è facile comprendere come Algol sia stata la prima binaria ad eclisse ad essere scoperta e in generale una delle primissime stelle variabili; ben presto essa è divenuta addirittura il prototipo di un’intera categoria di stelle (le variabili Algol per l’appunto, nella quale figurano tutti i sistemi doppi che possiedono caratteristiche simili a quelle della coppia sopra descritta). In effetti, pur non essendoci prove certe (eccezion fatta per un papiro egizio, ancora oggi fonte di dibattiti) è lecito supporre che alcune delle caratteristiche di Algol fossero note già alle antiche civiltà. Gli Egizi, ad esempio, erano eccellenti studiosi della volta celeste anche se le loro ottime conoscenze scientifiche si mescolavano spesso al misticismo e alla superstizione.



E’ interessante notare come molti dei loro calendari sottolineavano come i periodi definiti come “fausti e favorevoli” si ripetevano con precisione matematica ogni 29,6 e 2,85 giorni, rispettivamente in connessione con le divinità Seth e Horus. Se il primo numero è facilmente riconducibile alle fasi lunari, il secondo mostra una curiosa similitudine con il periodo di variabilità di Algol. Il nome stesso dell’astro deriva poi dall’arabo Al-Ghul, “la testa del demone” in quanto i Ghul sono dei demoni della tradizione islamica. Molti storici della scienza ipotizzano che l’assegnazione di tale nome non sia casuale ma faccia riferimento alla natura “irrequieta” della stella visto che denominazioni simili per Β- Persei compaiono anche in altre culture (ad esempio, per i Greci rappresentava la testa della Gorgone Medusa).

Quel che è certo è che la prima documentazione ufficiale circa la variabilità di Algol risale al 1670 ad opera dell’astronomo italiano Geminiano Montanari, mentre il preciso periodo di variazione venne calcolato un secolo dopo dall’inglese John Goodricke. Nel 1881, gli astronomi dell’osservatorio di Harvard allora diretto da Edward Pickering constatarono come Algol fosse in realtà una stella doppia e dimostrarono senza possibilità di errore che le variazioni di luminosità erano dovute alle continue e reciproche eclissi tra le due componenti. Ma proprio quando tutto riguardo questa insolita stella sembrava essere stato spiegato, ecco il colpo di scena: secondo le teorie che descrivono l’evoluzione stellare, gli astri più massicci si evolvono più rapidamente rispetto agli altri.

Questo è dovuto al fatto che le stelle massicce sono soggette a forze gravitazionali estremamente intense, per contrastare le quali sono costrette bruciare rapidamente il loro combustibile nucleare; di conseguenza, esse esauriscono le loro scorte molto prima rispetto alle colleghe più leggere, portandole in breve tempo alla fine del loro ciclo vitale. Si tratta di una teoria molto solida e ampiamente dimostrata, che costituisce la base di molti modelli cosmologici oggi utilizzati. Ma com’è possibile, allora, che la leggera Algol B sia una sub- gigante, molto più evoluta della più massiccia Algol A che invece si trova ancora nella sua fase di sequenza principale?
D’altro canto, le stelle di un sistema binario nascono contemporaneamente, quindi i due oggetti hanno grossomodo la stessa età; questo fatto apparentemente inspiegabile, osservato poi anche in molte altre stelle doppie, è passato alla storia come Paradosso di Algol. L’enigma è stato risolto con la scoperta del cosiddetto trasferimento di massa: in un sistema binario le due stelle sono molto vicine tra loro; di conseguenza, può accadere che in determinate condizioni l’astro più leggero “risucchi” e attragga a sè parte del materiale della sua compagna. In origine, dunque, Algol B era la stella più massiccia del sistema, e questo spiega il suo avanzato stato evolutivo; con il passare del tempo, però, una considerevole parte dei suoi gas sono stati trasferiti alla sua vicina, fino ad arrivare alla situazione attuale nella quale Algol A è l’elemento dominante del sistema. L’ultima tappa nella storia di questo affascinante oggetto risale alle prima metà del XX secolo, quando le analisi strumentali hanno rilevato la presenza di una terza stella nel sistema, Algol C, che ruota attorno alla coppia principale in 680 giorni ad una distanza di quasi 400 milioni di Km da loro.

Algol è dunque una stella ricca sia di interesse scientifico che di curiosità storiche, visibile ad occhio nudo per quasi tutto l’anno. Qui a fianco è riportata un’animazione ottenuta sommando nove diverse fotografie riprese nella notte tra il 7 e l’8 novembre che mostra molto bene la variazione di luminosità di - Persei prima, durante e dopo il transito di Algol B davanti alla più luminosa compagna. E’ inoltre presente la cosiddetta curva di luce, un grafico che analizza nel dettaglio tale variazione.