gov-civil-vilareal.ptQuanto dista Polaris?
>A volte scopro che qualcosa che dovrebbe essere ovvio, qualcosa che avremmo dovuto sapere molto tempo fa, non è ancora così noto.
Come, ad esempio, la distanza da Polaris. È la 48esima stella più luminosa nel cielo notturno, ed è la Stella Polare . Di corso sappiamo quanto è lontano!
Tranne fino a poco tempo fa non lo facevamo. Ma ora lo facciamo!
Ed ecco che arrivano le mie parole preferite da scrivere: OK, lasciami spiegare.
Polaris è celebrato perché si trova vicino al Polo Nord Celeste. Questo è definito dalla rotazione della Terra: se ti trovi esattamente sul Polo Nord della Terra, il polo celeste è verso l'alto, direttamente sopra di te. Poiché la Terra ruota, il cielo sembra ruotare attorno a questo punto (o al Polo Sud Celeste se vivi a sud dell'Equatore). Si dà il caso che una stella luminosa mediocre sia molto vicina a questo punto: Alpha Ursae Minoris. Se riesci a individuare questa stella, puoi trovare il nord, rendendolo un punto di riferimento cosmico piuttosto importante. La sua posizione è il motivo per cui lo chiamiamo Polaris, dopotutto.
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Ecco, lascia che questo ragazzo spieghi:
Quindi Polaris è importante perché dove lo è... ma si scopre che è importante a causa di che cosa è troppo. Polaris è una stella variabile, che cambia la sua luminosità verso l'alto e verso il basso nel tempo. Il cambiamento non è enorme, meno del 20%, e passa da più debole a più luminoso e viceversa ogni quattro giorni circa. La luminosità varia perché, in parte, Polaris si ingrandisce e si restringe fisicamente. Il meccanismo è un po' complesso , e ha a che fare con l'elio nell'atmosfera della stella che assorbe energia, ma l'importante è che diventa più luminoso quando diventa più grande e si attenua quando si restringe.
Le stelle che fanno questo sono chiamate variabili Cefeidi, dopo la prima scoperta, Delta Cefei . Loro sono criticamente importante per l'astrofisica, perché fu scoperto (dall'astronomo Henrietta Swan Leavitt nel 1908) che il tempo impiegato da una variabile Cefeide per scorrere la sua luminosità era legato alla sua assoluta luminosità , quanta energia emana. Ciò significa che se puoi misurare il suo periodo puoi ottenere la sua luminosità. Se poi la misuri apparente luminosità dalla Terra, puoi ottenere la sua distanza . Le stelle si attenuano con la distanza per una legge ben compresa, quindi se hai la luminosità apparente e assoluta, boom. Distanza trovata.
L'Orsa Minore sarebbe solo un'altra costellazione trascurata se non reggesse la parte superiore del cielo all'interno dei suoi confini. Credito: Rogelio Bernal Andreo
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E questa è la chiave. Le cefeidi sono stelle massicce e luminose, così luminose che possono essere viste in altre galassie. Se riesci a misurare il cambiamento di luminosità di una Cefeide in un'altra galassia, puoi trovare la distanza da quella galassia! Questo è proprio ciò che Edwin Hubble e il suo team hanno fatto all'inizio del XX secolo, dimostrando che le galassie erano molto, molto lontane, qualcosa che è stato oggetto di accesi dibattiti fino ad allora.
Usiamo ancora le Cefeidi come base della scala delle distanze extragalattiche. Abbiamo molti altri modi per misurare le distanze delle galassie, ma in sostanza dipendono dal fatto che vediamo le Cefeidi nelle galassie vicine e le usiamo per calibrare gli altri metodi. Questo è uno dei motivi principali per cui è stato costruito il telescopio spaziale Hubble, infatti! Può vedere molte Cefeidi nelle galassie vicine, così come altri tipi di stelle e oggetti (come le stelle che esplodono) usati per misurare la distanza di galassie più lontane.
E ora capisci perché Polaris è così importante. È la variabile Cefeide più vicina alla Terra, quindi conoscere la sua distanza è un grosso problema.
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Usando parallasse e altri metodi hanno prodotto risultati contrastanti, con distanze riportate da 320 a oltre 800 anni luce! I migliori tendono a raggrupparsi intorno ai 430 anni luce, ma con qualche incertezza.
Ma il nuovo lavoro potrebbe averlo inchiodato notevolmente . Gli astronomi hanno esaminato i dati della missione Gaia dell'Agenzia spaziale europea, che sta osservando oltre un miliardo di stelle (sì, miliardi ) per registrare la loro luminosità, posizione e in modo critico i cambiamenti nelle loro posizioni nel tempo. Questo determina la parallasse della stella (ti spiego come funziona in Corso accelerato Astronomia: Distanze ), e da questo otteniamo la distanza.
Ironia della sorte, Polaris è in realtà troppo brillante per misurarsi con Gaia! Supera i rivelatori, progettati per guardare le stelle più deboli. Tuttavia, ti ho mentito un po': Polaris non è una stella; in realtà è tre : una supergigante calda e luminosa con una stella più fredda (anche se ancora più calda del Sole) che le orbita attorno, e una terza stella che orbita intorno alla coppia binaria più lontana. Il supergigante è quello che pulsa.
La buona notizia è che la stella più lontana, chiamata Polaris B, è abbastanza debole da essere misurata da Gaia. Risulta essere a 447,08 anni luce dalla Terra. È interessante notare che ciò indica che la Polare B è più luminosa del previsto per una stella del suo genere; potrebbe essere un binario stesso, o un binario unito (con le due stelle componenti che si fondono fisicamente insieme per formare una singola stella).
Ma questo significa che conosciamo anche la distanza da Polaris Aa, la supergigante! E questo significa che possiamo trovare caratteristiche ancora più interessanti che ha. La sua dimensione nel cielo (quanto sembra grande) è stata misurata utilizzando tecniche interferometriche e con la distanza questo significa che possiamo determinare che è fisicamente 46 volte più largo del Sole. Quello è grande . Ma poi, è un supergigante. Ha circa 6,5 volte la massa del Sole ed è circa 2.500 volte più luminoso. Quindi sì, è una bestia.
Inoltre, risulta che esiste più di un tipo di Cefeide (e in realtà diventa dannatamente complicato ), e questo influenza la loro relazione periodo-luminosità. Non si sapeva che tipo fosse Polaris, ma la nuova distanza lo inchioda e può essere usata per aiutare gli astronomi a capire i diversi tipi di Cefeidi.
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Trovo tutto questo affascinante per la scienza, certo, ma anche per le implicazioni. Polaris è stata la stella polare per secoli (ma non sempre; la Terra traballa mentre ruota , facendo un'oscillazione completa una volta ogni 26.000 anni circa, e che sposta il Polo Celeste Nord intorno al cielo in un grande cerchio) e storicamente è stato un faro di navigazione, fondamentale per l'esplorazione globale. Eppure, nonostante tutto, la nostra conoscenza della stella stessa era confusa, tutto perché non sapevamo davvero quanto fosse lontana.
E ora lo facciamo. Ed è grazie a Gaia... e ancora, mi chiedo. Che cosa altro questo vasto database di informazioni stellari da Gaia avrà in serbo per noi? Quali altri tesori astronomici aspettano di essere scoperti?
