Osservatorio Astronomico Sormano - Sormano (CO) Italy

Quando una stella cambia ogni cosa

Esistono stelle che da sole sono in grado di cambiare completamente la nostra concezione dell’universo. Ed esistono storie che nascono dall’intreccio di molte piccole storie. La nostra protagonista si chiama V1, una stella cefeide situata nella Galassia di Andromeda, e la nostra storia comincia nel 1893 a Cambridge, Massachusetts.

In quell’anno e in quel luogo l’astronoma statunitense Henrietta Swan Leavitt venne assunta dall’ Harvard Observatory con l’incarico di catalogare tutte le stelle fotografate sinora dall’osservatorio. Durante il suo lavoro, la Leavitt si accorse di fatto singolare che attirò la sua attenzione: alcune stelle variabili (ossia stelle la cui luminosità varia nel tempo) mostravano una curiosa regolarità tra la loro luminosità e il loro periodo di variazione. In particolare, notò come alcune tra le variabili più luminose avessero un periodo molto lungo e viceversa. L’astronoma proseguì dunque le sue ricerche, e nel 1912 dimostrò come la sua intuizione fosse corretta: queste particolari variabili, che oggi chiamiamo cefeidi, mostrano una relazione molto precisa e definita tra periodo in luminosità. Esiste in astronomia una semplice formula che collega la luminosità di un astro (o magnitudine, M) e la sua distanza (D) da noi: M =5- 5Log(D)+m; la Leavitt osservò a lungo delle cefeidi particolarmente vicine al nostro pianeta e la cui distanza era nota, e così poté calcolare la loro luminosità e costruire una scala che la collegava al loro periodo. Ad esempio, se una cefeide ha un periodo di 30 giorni allora la sua luminosità è pari a 10000 volte quella della Sole, se invece è di soli 3 giorni allora è 800 volte più splendente della nostra stella e così via.

A questo punto passiamo al 1920, l’anno del cosiddetto “grande dibattito astronomico”; due famosi astronomi, Harlow Shapley e Heber Curtis, si ritrovarono a discutere a lungo circa le reali dimensioni del nostro universo. Shapley sosteneva che la maggior parte delle galassie osservate (allora chiamate “nebulose a spirale” facessero parte della nostra Via Lattea, mentre secondo Curtis  essere erano situate molto molto lontano da essa, supponendo quindi che il cosmo fosse molto più vasto di quello che allora si pensava. Una misura diretta era impossibile, visto che le tecniche astronomiche dell’epoca consentivano di calcolare la distanza solamente di oggetti molto vicini a noi. Come fare dunque?

E’ a questo punto che fa la sua comparsa nella nostra storia il celebre Edwin Hubble; egli si mise ad osservare minuziosamente una di queste famigerate “nebulose a spirale”, ossia la nostra gemella Andromeda, e lì notò per la prima volta la inizialmente citata variabile V1. In breve tempo Hubble si accorse che questa variabile era una cefeide, e allora ebbe un’intuizione semplice ma geniale. Egli studiò a lungo la nostra V1 e ne misurò il periodo, dopodiché sfruttò gli studi di Henrietta Leavitt per calcolarne la luminosità. A questo punto non dovette fare altro che applicare la formula riportata poco sopra e fu in grado di calcolare la distanza di V1 e, conseguentemente, della galassia di Andromeda che la conteneva. Il risultato non lasciava dubbi: Andromeda era lontana da noi milioni di anni luce, ben al di fuori dei confini della nostra Via Lattea.

In definitiva, sono bastate due persone ed una sola piccola stella a farci capire come l’universo sia quasi sconfinato, oltre ad averci fornito un potente strumento per calcolare le distanze interstellari.

La  foto accanto riassume  alcune riprese della variabile V1 eseguite a Sormano su richiesta del liceo G. Galilei di Erba. Con alcuni studenti coordinati dall'astrofisico Corrado Lamberti e dal professor Luca Galloppo ci siamo  divertiti a ricostruire il lavoro di  Hubble ripercorrendo  una delle tappe più importanti della moderna Astronomia.

L'immagine a colori rappresenta per intero la famosa Galassia di Andromeda, Messier 31.

Nel riquadro l'area dove si trova la V1, rintracciabile poi  nei due dettagli in basso a destra dove è indicata da due trattini rossi. All'interno del  piccolo cerchio si trova una stella campione usata per calibrare la luminosità della V1.

Il grafico, o meglio la curva di luce, ricavato da numerose osservazioni dimostra la variabilità di V1.


BOLLETTINO ASTRONOMICO

Scarica il Bollettino Astronomico mensile a cura del Liceo Galilei di Erba

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