Stelle e costellazioni nelle galassie

Informazioni sul Sole, sui pianeti del Sistema  Solare e le stelle. I pianeti e l'Universo

LA VASTITÀ DELLE STELLE


La vastità delle stelle attorno a noi.
La galassia e la nostra Via Lattea.

I tipi di stelle e la formazione delle costellazioni

Stelle e costellazioni viste dall'emisfero australeLa visione delle stelle e delle costellazioni dall'emisfero borealeStelle, costellazioni, galassie: uno sguardo superficiale alla volta celeste ci offre l'impressione di un grande disordine, ma un'osservaziane più accurata permette di raggruppare i punti luminosi delle stelle in semplici figure, le Costellazioni.

A questi disegni di stelle gli antichi hanna dato dei nomi, ma noi non siamo per nulla obbligati a vedere nel disegno delle castellaziani la figura che il nome varrebbe.

Popoli diversi hanno dato ad una stessa costellazione nomi molto differenti: l'esempio più significativo è quello della castellazione che i Greci antichi hanno chiamata "Orsa Maggiore" e che per i Cinesi è stata prima "Pentola", e poi "Carro", per i Celti "Cinghiale" e per gli Egizi "Ippopotamo", ma che si è meritata molti altri nomi ancora più fantasiosi.

Nell'antichità si credeva che il pianeta Terra fosse circondato da una sfera opaca al cui interno erano fissate le stelle: era dunque naturale ritenere che le loro luminosità rappresentassero la "grandezza" del lume faceva splendere le stelle, ed ecco perché alle luminosità fu dato il nome improprio di grandezze o "magnitudini", nome che rimane tuttora in uso.
Le magnitudini furono quindi suddivise in sei categorie, a partire dalla prima, per le stelle più luminose, fino alla sesta per le stelle appena visibili a occhio nudo.

È la scala che si usa ancora oggi, ma è stata estesa con lo zero e i valori negativi alle luminosità maggiori della prima e con numeri più grandi di sei alle stelle visibili solamente con i telescopi.
In una notte limpidissima si può credere di vedere un numero sterminato di stelle, ma solitamente è difficile vedere più di 3.000 stelle; can fatica, si può arrivare a 3.600 stelle.

Basta però un binocolo per portare il numero delle stelle accessibili a centinaia di migliaia; con un telescopio con obiettivo di un metro di diametro, si fotografano un miliardo di stelle.
Potrebbe sembrare che le stelle che si vedono a occhio nudo siano le stelle più vicine: questo è vero, ma solo in media.
Infatti, tra le stelle vi sono lucciole e fari.
Il nostro Sole è una stella di tipo comune e medio, sia come massa sia come luminosità, ma vi sono stelle in gran numero anche diecimila volte più luminose del Sole, mentre altre stelle, ancora più numeroase, sono diecimila volte meno luminose del Sole.

Stelle
luminose e deboli sono ben mescolate e distribuite in modo quasi uniforme nei dintorni del Sole e per tutta la Galassia: perciò, guardandoci attorno a occhio nudo, vedremo più facilmente le stelle luminose e lontane che non le stelle molto deboli, anche se assai vicine. La striscia più chiara dello sfondo del cielo, che nelle notti senza Luna, fa da sfondo a molte costellazioni nell'emisfero baoreale e australe è la Via Lattea.
Dove l' occhio vede solo una debole luminosità delle stelle, uno strumento astranamico anche modesto distingue una moltitudine di minuscole stelle. La luce di queste stelle è troppo fioca perché si possono vedere una per una, ma tutte queste stelle insieme rischiarano le tenebre del cielo.

Il primo ad accorgersi che la Via Lattea è una Galassia formata da stelle fu Galileo Galilei, quando cominciò le sue ricerche con il cannocchiale.
Alla fine del Settecento, l'astronomo tedesco William Herschel propose per primo l'ipotesi che, dove col telescopio si vedono molte stelle debolissime in corrispondenza dello sfondo della Via Lattea, la lo spazio che ci circonda fosse riempito di stelle fino a grandi distanze. Ne dedusse che il Sistema Solare è circandato da una miriade di stelle distribuite in un grande disco: la Galassia o il Sistema Galattico.
Solo all'inizio del secolo scorso gli astronomi riuscirono a misurare la distanza delle stelle; da allora si è potuto parlare della luminosità assoluta con cui le stelle splendono, cioè la luminosità che le stelle mostrerebbero se fossero disposte a una distanza standard (che è stata fissata in 32,6 anni-luce).

A questa distanza il Sole apparirebbe come una stella piccola appena visibile a occhio nudo, di magnitudine 5. Invece la stella Rigel, la stella blu che domina la costellazione di Orione, alla distanza standard sarebbe la stella più luminosa di qualsiasi astro del cielo notturno, eccetto il nostro satellite, la Luna. Nella costellaziane del Dorado esiste una stella variabile che, al massimo dello splendore, se si trovasse alla distanza di 32,6 anni luce splenderebbe come la Luna piena.
Se, invece, si scorre il catalogo delle cento stelle più vicine, si scopre che circa la metà delle stelle è invisibile a occhio nudo. La stella più vicina di tutte è una stella che fa parte di un gruppo di tre stelle nella costellazione del Centauro e il cui nome è, per questo motivo, Proxima Centauri: questa stella sta alla distanza di 4,2 anni-luce.

Anche la stella Proxima Centauri è invisibile a occhio nudo, e occorre almeno un binocolo per vederla. La stella più luminosa del cielo, la stella Sirio, dista 9 anni-luce e deve il suo splendore sia alla relativa vicinanza, sia al fatto di essere una stella circa 50 volte più splendente del Sole.
Da quando, alla fine del secolo scorso, si è cominciato ad analizzare la luce delle stelle per mezzo dello spettroscopio, si è osservato che l'iride stellare o, come si suol dire, lo spettro, permette di conoscere delle stelle non soltanto la composizione chimica, ma anche un gran numero di caratteristiche fisiche, e costituisce il mezzo per costruire il modello della loro struttura interna.

Dall'osservazione dello spettro di una stella si possono dedurre la composizione chimica in superficie, il suo diametro, la sua densità media, la sua massa, la sua densità in superficie, la sua luminosità assoluta, la sua temperatura superficiale, la sua struttura interna e persino le reazioni termonucleari con le quali la stelle producono la loro luce e il loro calore.
Da questi dati se ne possono dedurre anche altri non meno importanti, come, per esempio, la distanza.

È l'analisi dello spettro della luce delle stelle che permette con relativa facilità di scoprire, per esempio, che una stella come la stella Betelgeuse, nella costellazione di Orione, è così grande che, se fosse al posto del Sole, vi girerebbero dentro il pianeta Mercurio, il pianeta Venere, il pianeta Terra e anche il pianeta Marte (e ne rimarrebbero rapidamente vaporizzati); e che in cielo vi sono molte stelle come quella, piccolissima ma relativamente luminosa, che ruota attorno a Sirio: una stella grande circa come il pianeta Terra, ma con una massa vicina a quella del Sole, cosicché la sua densità risulta dell'ordine di grandezza di un milione di volte maggiore di quella dell'acqua. Stelle di questo tipo si chiamano "nane bianche" e la maggior parte del loro corpo è liquida o solida.


Infine l'analisi della luce è in grado di dire se una stella è giovane o se una stella è vecchia e di prevedere come si evolverà e finirà col morire.
Le due mappe in questa pagina permettono di identificare le stelle visibili in cielo alle dieci di sera solari.
Chi osserva le stelle dall'emisfero settentrionale deve orientarsi a sud e tenere di fronte a sé la mappa del cielo boreale ruotandola finché il nome del mese in corso sia perfettamente adagiato sull'orizzonte a sud.

Chi invece osserva le stelle dall'emisfero australe deve orientarsi a nord e tenere la mappa del cielo australe ruotata in modo che il nome del mese in corso sia in direzione del nord.
Per entrambi gli emisferi le mappe saranno una guida corretta se si osserva da latitudini medie. Luna e pianeti corrono lungo la linea tratteggiata e indicata con Eclittica.
Dato che la loro posizione varia continuamente non sono segnati: identificandoli per mezzo di effemeridi, tabelle e grafici che indicano le posizioni degli astri in movimento sulla sfera celeste, si potrà seguirne il moto segnandolo a matita sulle mappe.

Nel Sistema Galattico le stelle corrono con velocità dell'ordine di grandezza di qualche centinaio di chilometri il secondo. Spesso, però, stelle vicine formano gruppi entro ai quali la velocità di ciascuna stella rispetto alle altre stelle è molto minore, solitamente di decine di chilometri il secondo.
Misurando la posizione che una stella occupa in cielo a distanza di tempo, se ne rileva uno spostamento che dipende dal suo moto; con lo spettroscopio si determina poi se la stella si avvicina o si allontana, così il moto proprio della stella è perfettamente noto. Le cinque stelle al centro del gruppo di sette dell'Orsa Maggiore sono legate tra loro e corrono insieme: velocità e direzione comune testimoniano il loro legame.

La nascita delle stelle

Nebulosa gassosa di Orione, nascita delle stelleLe stelle hanno cominciato a nascere nella Galassia all'epoca della sua prima formazione, almeno 15 miliardi di anni fa.
Ma non sono ancora nate tutte: solo nel nucleo la maggior parte della materia si è addensata a formare stelle.

Alla periferia, invece, esiste ancora molta materia sotto forma di nubi di idrogeno e di polvere nella quale le stelle si varino formando: la grande nebulosa gassosa di Orione, qui accanto, è un esempio di nube gassosa galattica nella quale le stelle stanno nascendo ora.
Come si vede bene nella fotografia, la densità della nebulosa non è uguale dappertutto: dove il gas è più denso, è piu probabile che la gravità lo faccia addensare ancora di più finché si forma un globulo che finisce con l'attirare a se molto rapidamente polvere e gas e raggiungere presto la massa del Sole o anche di più.

A questo punto il suo centro diviene caldissimo e l'idrogeno dell'interno può incominciare a fondersi in elio: la stella è nata ma non si vede, perché è circondata da polvere.
Riesce solo a sfuggire della radiazione infrarossa, ma presto dalla superficie della stella soffierà il poderoso "vento stellare" dell'astro giovane che spazzerà lo spazio circostante e la stella sarà finalmente visibile.

Nella nebulosa di Orione vi sono diversi globuli caldi che presto diverranno stelle visibili: il tempo che occorrerà sarà probabilmente di centinaia o migliaia di anni soltanto, un nulla in confronto al tempi cosmici.
Col tempo, tutta o quasi tutta la materia della nebulosa si trasforma in stelle che rimangono vicine e formano un ammasso.

A nord-est della nebulosa di Orione, nella costellazione del Toro, si trova l'ammasso delle Pleiadi, stadio finale della trasformazione in stelle di una nebulosa di cui non rimangono che tenui filamenti tra le stelle. Talvolta, negli ammassi giovani con molta materia gassosa capace di formare stelle, qualcuna di queste esplode e la sua onda d'urto comprime il gas della nebulosa stimolando nuovi addensamenti e nuove formazioni.

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