Osservatorio Astronomico Sormano - Sormano (CO) Italy

Il cielo invernale ci regala tanti motivi per osservarlo, sia a occhio nudo che al telescopio. In questa stagione sono visibili alcune tra le costellazioni più famose, come Orione, il Toro, l’Auriga, i Gemelli, il Cane Maggiore e il Cane Minore, ricche di stelle bellissime.

Tra tutte, nel Cane Maggiore spicca Sirio, la stella più brillante tra le circa 6-7 mila che possiamo vedere a occhio nudo nel cielo notturno. Nonostante la grande vicinanza al Sole aiuti a farla apparire più luminosa, Sirio non è di certo da considerarsi una stella mediocre: si tratta della stella intrinsecamente più luminosa entro una dozzina di anni luce dal Sole. Effettivamente Sirio in confronto alla nostra stella emette circa 25 volte più luce, possiede un diametro quasi doppio e ha una temperatura superficiale di 10.000 °C che le conferisce la tipica colorazione bianco-azzurrina.

Ma una particolarità di Sirio che non può certo sfuggire è come a volte la sua luce cambi rapidamente di intensità e colore, passando dal giallo al rosso e poi al blu, donandole anche un leggero tremolio. A cosa è dovuto questo caleidoscopio di colori e perché è particolarmente evidente nelle sere di inizio e fine inverno, quando Sirio appare bassa sull’orizzonte?
Dopo aver percorso gli 8,6 anni luce che separano Sirio da noi, per raggiungere i nostri occhi la sua luce attraversa l’atmosfera terrestre. Nel fare ciò essa va incontro a una serie di fenomeni che in astronomia vengono raccolti sotto il nome di “seeing” e che contribuiscono al deterioramento dell’immagine di qualsiasi astro. Questi fenomeni sono principalmente dovuti agli strati più bassi e densi dell’atmosfera. La massa gassosa di cui questi sono composti è di rado in quiete e spesso è animata da moti termici convettivi in direzione verticale oppure da flussi laminari attivati da differenze barometriche. Questi movimenti d’aria generano turbolenza, aumentano la viscosità e contribuiscono alla frammentazione e ricomposizione di corpi gassosi di dimensioni molto variegate, da una scala di 10-1000 metri fino al millimetro o meno. Questi corpi vengono chiamati “celle” e istante per istante sono caratterizzati da valori approssimativamente omogenei di temperatura e pressione e quindi densità e indice di rifrazione.

Il raggio di luce partito da Sirio 8,6 anni fa negli ultimi istanti del suo lungo viaggio attraversa queste celle in continuo divenire ed esse, proprio come delle lenti, lo rifrangono e distorcono via via che scende verso terra, restituendo ai nostri occhi e telescopi un’immagine continuamente cangiante per forma e posizione. Alcune volte una cella indirizzerà gran parte della luce a noi, facendola apparire luminosa; una frazione di secondo dopo della luce verrà indirizzata in un'altra direzione e la stella si oscurerà improvvisamente. Queste fluttuazioni avvengono molte volte al secondo, così velocemente che il nostro occhio percepisce solo un frenetico scintillio, e “scintillazione” è proprio il termine formale con cui questo fenomeno viene chiamato dagli astronomi.



Poi c’è la questione del colore. L’indice di rifrazione è una funzione della lunghezza d’onda della luce. Questo vuol dire che l’immagine rossa e l’immagine blu di una stella vengono rifratte in maniera differente. Una cella di passaggio potrebbe indirizzare verso di noi la luce rossa ma dirottare la verde e la blu: ecco che vediamo un momentaneo bagliore rosso! Le immagini di Sirio in foto derivano dai frame di un filmato in cui abbiamo tenuto la stella leggermente fuori fuoco proprio per rendere più evidenti le sue variazioni di tonalità.

Il motivo invece per cui Sirio scintilla di più quando è bassa sull’orizzonte è perché in questi casi la sua radiazione passa attraverso uno strato più spesso di atmosfera, quindi più ricco di sbalzi termici e vortici d’aria turbolenti. A pochi gradi di altezza potremmo vederla anche momentaneamente scomparire! Alle nostre latitudini Sirio è la stella luminosa che passa più tempo in questa condizione ed è per questo che è spesso presa come esempio per spiegare questi fenomeni.
E come mai si possono riconoscere i pianeti in cielo perché a differenza delle stelle non scintillano?

I pianeti scintillano di meno per una buona regione. Mentre una stella è così lontana da costituire una sorgente di luce puntiforme, un pianeta mostra un disco di dimensioni finite. Questo significa che gli effetti della scintillazione dovuti all’emissione di diverse parti del disco tendono a cancellarsi a vicenda: nonostante alcuni raggi luminosi vengano deviati, essi sono così numerosi che una porzione di luce viene irradiata sempre nella nostra direzione, fornendo un bagliore più costante. Non mancano però delle eccezioni: quando Mercurio o Venere hanno piccole dimensioni apparenti, sia perché sono lontani dalla Terra o perché presentano una fase simile ad una mezzaluna, possono essere visti scintillare. Trattandosi però di pianeti interni ciò non avviene mai con un fondo cielo davvero buio.

Inoltre, per quanto la rifrazione atmosferica la faccia spesso scintillare, alcuni osservatori dell’antichità, tra cui Tolomeo, descrissero Sirio come una stella rossa, e questo è decisamente un fatto intrigante. Le stelle evolvono, cambiando colore, ma il processo è davvero molto lento e dura semmai milioni di anni piuttosto che pochi secoli. Quindi come può Sirio essere stata rossa in epoche antiche? Sirio è una stella stabile della sequenza principale e un consistente cambio di colore sembra essere fuori questione. Ha una debole compagna, una nana bianca, che un tempo dev’essere passata per lo stadio di gigante rossa, ma di nuovo la sequenza temporale è completamente sbagliata. Pare oggi che le antiche descrizioni di una “Sirio rossa” siano da attribuire a errori nelle osservazioni, anche se tutto ciò rimane in qualche modo un mistero.

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