Ciao a tutti! Il segnale che arriva, sotto forma di luce visibile, è quello che permette di studiare quei puntini luminosi che vediamo in cielo la notte. Se analizziamo quel segnale luminoso possiamo capire parecchie cose sulla sorgente che lo ha emesso (che si chiama sorgente luminosa). La posizione - esistono parecchi fenomeni di cui occorre tenere conto quando vediamo una stella e che ne alterano la posizione vera: quindi la prima cosa da capire è la posizione della stella. Di che cosa sono fatte - l uso dello spettroscopio che hai costruito nelle pagine precedenti, permette di capire quali sono gli elementi chimici principali che si trovano sulla superficie della stella da cui è partito quel segnale luminoso. Per costruire la carta di identità di una stella dobbiamo introdurre la luminosità, che ci dice quanta luce ci arriva da lei. 9
Come sai c erano una volta i Greci... Fra le stelle che vediamo ce ne sono di più o meno luminose. Fin dall antica Grecia, quindi prima di Cristo, le stelle visibili ad occhio nudo, da 4 a 5.000, sono state studiate e catalogate. Il primo a redigere un catalogo stellare fu Ipparco, un famoso matematico ed astronomo greco che operò a Rodi attorno al 150 a.c. Le stelle visibili vennero allora divise in 6 classi di luminosità, che viene chiamata apparente (perché è quella che ci appare, non quella reale!!!). Questa scala è fondata sul funzionamento dell occhio umano, che, anche se sono passati 2.000 anni funziona ancora allo stesso modo. Guarda stasera il cielo e prova, con questa nuova informazione, a vedere se riesci a dividere le stelle in diversi gruppi, prova cioè a catalogarle. Ne fissi una come campione e guarda quelle un po più luminose, poi quelle un po meno... Poi, se hai voglia, mandaci questo tuo catalogo. La costellazione del Grande Carro, ben visibile dalle nostre parti Questo modo di catalogare le stelle resiste ancora oggi, ed è stato esteso anche alle stelle che vediamo con l ausilio di cannocchiali e telescopi, che sono ovviamente molte di più. 10
Ma quante sono le stelle visibili ad occhio nudo? Prova a contarle. Ma non sono tutte; molte non riusciamo a vederle ad occhio nudo. Perché con un telescopio vediamo molte più stelle che ad occhio nudo? Probabilmente pensiamo che sia a causa dell ingrandimento dell immagine, dato che siamo abituati all uso dei binocoli. Pensiamo insomma che un telescopio ingrandisce stelle troppo piccole per essere viste ad occhio. Invece non è così: coi telescopi riusciamo a collezionare molta più luce e quindi a vedere stelle molto più deboli. Nel mondo in cui viviamo c è abbondanza, e a volte sovrabbondanza, di luce; quando invece si studia il cielo e le stelle la luce a disposizione è pochissima. Prova a pensare alla luce come composta di particelle: una fila di pacchetti ognuno dei quali trasporta una piccolissima quantità fissa di luce. Facciamo un semplice paragone con la pioggia. Nel mondo in cui viviamo abbiamo detto che c è abbondanza di luce, insomma una pioggia torrenziale, non c è proprio problema a raccogliere l acqua che cade dalle nuvole, e quindi non c è problema a raccogliere la luce che arriva dalle stelle più luminose. Ma il nostro obiettivo è scoprire quante più stelle possibile e, ciò significa vedere stelle sempre più deboli. In questo caso pensiamo ad una debole pioggerella primaverile, ma in cui riusciamo ancora, con un po di pazienza a raccogliere dell acqua. 11
Se le gocce di pioggia diventano sempre più rade e meno frequenti raccogliere acqua è un bel problema. Per farlo possiamo prendere un secchio che diventerà tanto più largo quanto minore è il numero di gocce di pioggia che cade. Il telescopio assomiglia al nostro secchio. Per raccogliere più segnale possibile, (le gocce di acqua o meglio la luce), dispongono di uno specchio, che raccoglie più luce possibile e la riflette e focalizza in un unico punto in cui viene misurata ed analizzata. Quindi, più grande è lo specchio e più pacchetti di luce riuscirà a raccogliere e questo è molto importante quando ci interessano quelli che arrivano da sorgenti molto deboli, di cui ci arrivano pochissimi pacchetti di luce, cioè pochissime gocce. 12
E per questo che si costruiscono telescopi con specchi enormi; ad esempio il più grande telescopio esistente è il VLT dell Osservatorio Europeo in Cile, che ha uno specchio collettore di 8 metri di diametro! Purtroppo però il nostro occhio non va tanto bene come sensore di sorgenti deboli, in quanto scarica al cervello la luce che si è accumulata sulla retina ogni decimo di secondo. E come se ogni decimo di secondo gettasse via la luce che gli è arrivata. Se il segnale è molto debole è probabile che, in quel tempo, non siano arrivati abbastanza pacchetti di luce perché il cervello possa formare una immagine. Il nostro cervello ha insomma bisogno di una quantità minima di segnale per poter riconoscere un immagine. Se in quel decimo di secondo il segnale magari è arrivato, ma non in una quantità tale da raggiungere il minimo richiesto dal cervello, non si forma alcuna immagine. Per questo non possiamo vedere, ad occhio, stelle più deboli di una certa quantità. Il nostro occhio si comporta come un signore che, ogni decimo di secondo, prende il nostro secchio d acqua e lo svuota, se il numero di gocce raccolto in quel decimo di secondo non è arrivato ad un minimo non succede nulla. Per sfruttare a fondo il segnale accumulato occorre mettere, lì dove si convoglia tutto il segnale ricevuto, un sensore diverso dall occhio, capace di accumulare il segnale per più tempo. 13
Si può utilizzare una pellicola fotografica particolare o un sensore CCD, simile a quello che si trova nelle macchine fotografiche digitali oggi molto diffuse. Ma che cosa succede ad una pellicola fotografica? Entrambi questi sensori sono in grado di accumulare segnale luminoso e ci permettono di rivelare e studiare stelle anche molto deboli. Ma queste stelle, sia che le vediamo ad occhio nudo che con un potente telescopio, sono veramente come ci appaiono? Quelle che vediamo più deboli sono veramente tali? O sono solo più lontane e quindi appaiono più deboli? Hai visto con la esperienza con la lavagna luminosa che la luce emessa da una sorgente si espande nello spazio circostante diminuendo molto velocemente la propria intensità con l aumentare della distanza; quindi anche la luce delle stelle diminuirà molto velocemente all aumentare della loro distanza da chi guarda. Le stelle sono poste a distanza diversa e le vedi più o meno luminose a causa di due fattori, la loro luminosità intrinseca (cioè quella che loro possiedono davvero) e la loro distanza. Come fare quindi per capire quale è la effettiva luminosità? Semplice, esattamente come si può fare per capire quale di due automobili diverse ha i fari più luminosi: basta mettere le due automobili alla stessa distanza da noi. 14
Certamente questo è semplice per le automobili, ma come si fa a mettere le stelle tutte alla stessa distanza? Se lo fossero avremmo la possibilità di capire a colpo d occhio quali stelle siano più luminose e quali meno. Dobbiamo trovare un altro metodo per venire a capo del problema. In effetti è semplice, almeno concettualmente: se non possiamo mettere le stelle tutte alla stessa distanza possiamo però lasciarle lì dove sono e procurarci la loro distanza; diciamo che questa è sicuramente la cosa più saggia! Ma il problema che ci troviamo ora a dover risolvere è calcolare la distanza delle stelle... Ricorda che se vuoi avere altre informazioni, vedere più immagini o anche rivolgere una domanda direttamente ad un astronomo puoi recarti sul sito Web www.scopriticielo.it. Entra nel sito e clicca sul tuo Osservatorio, quello di Monte Rosa. 15