Corpi celesti e stelle: riassunto

CORPI CELESTI E STELLE

Osservando il cielo notturno vediamo un numero elevato di punti luminosi. Si tratta in realtà di corpi celesti le cui dimensioni possono essere anche milioni di volte superiori a quelle della Terra. La maggior parte dei punti luminosi che vediamo sono stelle, corpi gassosi ad altissima temperatura che emettono energia sotto forma di radiazioni elettromagnetiche, in conseguenza delle reazioni nucleari che avvengono al loro interno.

Le stelle appaiono di diverso colore e di diversa luminosità: alcune sono molto brillanti e si vedono anche da centri abitati; altre si distinguono a malapena anche al buio completo. Tali differenze sono dovute a diversi fattori, tra cui: le dimensioni delle stelle, la loro massa, la loro composizione chimica, la loro temperatura. Inoltre, la luminosità delle stelle come le vediamo a occhio nudo dipende in gran parte dalla loro distanza dalla Terra.

Ma le stelle non sono i soli corpi celesti che vediamo a occhio nudo: vi sono, per esempio, la Luna e alcuni pianeti che, come la Terra, ruotano intorno alla stella più vicina: il Sole. A differenza delle stelle, i pianeti e la Luna non emettono luce propria, ma riflettono la luce del Sole. 

DI COSA SONO FATTE LE STELLE?

Gran parte della materia di una stella è formata da idrogeno ed elio; gli altri elementi chimici, tutti insieme, sfiorano il 2%. Per conoscere la composizione chimica delle stelle si utilizza lo spettroscopio. Esso analizza la luce emessa dalle stelle, separando le varie radiazioni che la costituiscono in base alla lunghezza d’onda. Si ottiene così lo spettro stellare.
Lo spettroscopio più semplice è un prisma di vetro: quando la luce solare (o quella emessa da una lampadina) lo attraversa, essa viene scomposta in tutti i colori dell’arcobaleno. Il passaggio da un colore a un altro è graduale e perciò si dice che lo spettro della luce bianca è uno spettro continuo. La luce stellare ha in genere uno spettro nel quale lo sfondo continuo è interrotto da righe scure sottili. Esso viene detto spettro a righe di assorbimento. Le righe scure sono infatti causate dagli strati di gas più esterni, che assorbono parte dell’energia. Le righe scure, cioè, corrispondono a lunghezze d’onda mancanti.

La luce visibile è soltanto una parte della radiazione elettromagnetica. Le stelle emettono anche radiazioni con lunghezze d’onda minori della luce violetta (per esempio, l’ultravioletto ma anche i raggi x o i raggi gamma). E vi sono pure radiazioni con lunghezze d’onda maggiori della luce rossa (come gli infrarossi, le microonde, le onde radar e le onde radio).

LUMINOSITÀ DELLE STELLE

Per misurare l’intensità della luce di una stella è necessario utilizzare uno strumento chiamato fotometro elettrico, che raccoglie e quantifica la luce emessa da una qualsiasi fonte luminosa. La luminosità di un corpo celeste è descritta da una grandezza detta magnitudine.

Nella scala della magnitudine, tra due successivi gradi esiste un differenza di luminosità pari a 2,5 volte. Attenzione: più una stella è luminosa, più la sua magnitudine è bassa. Una stella di magnitudine 1 è quindi 2,5 volte più splendente di una stella di magnitudine 2.

Per oggetti molto luminosi sono state introdotte anche magnitudini negative: per esempio, il Sole ha magnitudine  -26,8. Questi dati, però, sono forniti dall’osservazione dei corpi celesti compiuta sulla Terra. Si tratta cioè di una magnitudine apparente, che descrive la luminosità di una stella come appare e non per l’effettiva luminosità. Le stelle, infatti possono apparire più o meno luminose anche perché si trovano più o meno vicino a noi.

Per confrontare la luminosità di stelle che sono a distanze differenti da noi, è necessario misurarne la magnitudine assoluta, cioè la quantità di energia luminosa effettivamente emessa. Per fare ciò, una volta misurata la magnitudine apparente di una stella, si calcola quale magnitudine essa avrebbe se si trovasse a una distanza standard dalla Terra, fissata a 32,6 anni-luce (10 parsec).

Se guardiamo delle stelle di notte con un telescopio vedremo che le stelle hanno diversa luminosità e anche diverso colore. Il colore di una stella dipende dalla temperatura superficiale: stelle di colore diverso hanno temperature superficiali diverse. Le stelle blu sono più calde di quelle bianche; la temperatura superficiale delle prime arriva a 30.000 °C, quella delle seconde a 10.000 °C. Le stelle bianche sono più calde, in superficie, di quelle gialle, che a loro volta sono più calde delle arancioni. Le stelle rosse, con la loro temperatura superficiale di  3000 °C, sono le stelle più fredde.

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