Domande e risposte: Quanto è densa una nebulosa?

Molte nebulose oscure appaiono così dense da creare dei veri e propri buchi in cielo. 

Alcune grandi nebulose a emissione, come la celebre M42 in Orione o la nebulosa Laguna nel Sagittario, con un telescopio e soprattutto in fotografia sembrano cortine impenetrabili di gas.

Anche in questo caso, l’apparenza inganna, e anche molto!

La densità del gas di ogni nebulosa è milioni di miliardi di volte inferiore alla densità dell’aria che stiamo respirando in questo momento. 

Gli oggetti più densi sono le nebulose oscure. La densità può arrivare anche a 1 milione di molecole per centimetro cubo.

Le nebulose a emissione, in conseguenza della minore quantità di gas (utilizzato per formare le stelle) e della temperatura elevata (un gas caldo si espande) hanno densità tipiche comprese tra 1000 e 10.000 atomi (non più molecole) per ogni centimetro cubo di spazio.

La densità di queste gigantesche nubi calde di gas è così bassa che se ci fossimo immersi probabilmente non noteremmo nulla, se non un debolissimo alone grigio in cielo simile alle nottate astronomiche estive afflitte da un’alta umidità.

Nessuna visione spettacolare, quindi. Il colore delle nebulose non si riesce a osservare a occhio nudo neanche se vi siamo immersi. Il problema è tutto della sensibilità dei nostri occhi. 

Ben altro discorso per le macchine fotografiche. Grazie al tempo di esposizione regolabile a piacere, le nebulose sono gli oggetti celesti più colorati in assoluto.

Domande e risposte: Perché non esistono stelle verdi?

La domanda è molto interessante e per rispondere dobbiamo necessariamente considerare un’altra variabile: l’occhio umano. 

Colore in funzione della temperatura delle stelle

Le stelle, in effetti, emettono radiazione elettromagnetica che ha un picco ad una lunghezza d’onda che dipende dalla temperatura. Una stella con un picco di emissione nel verde ha una temperatura superficiale vicina ai 6000°C, non troppo diversa da quella della superficie solare. 

Tuttavia, il Sole non ci appare affatto verde e per quanto possiamo cercare nessun astro della giusta temperatura mostrerà questo tipo di tonalità.

La risposta in questo caso è da ricercare nel comportamento dell’occhio umano.

La sensibilità del nostro apparato visivo non è la stessa per tutti i colori. Per una curiosa coincidenza, la luce emessa da una stella con picco di emissione nel verde si sovrappone alla curva di sensibilità del nostro occhio che ce la fa apparire completamente bianca.

Quindi la risposta è: esistono stelle la cui emissione di corpo nero ha un massimo nel verde, ma il nostro occhio le percepisce bianche, e lo stesso accade a tutti i sensori di ripresa calibrati secondo la risposta ai colori del nostro occhio (ad esempio le comuni fotocamere digitali).

L’influenza della risposta dell’occhio umano nella percezione dei colori è più forte e profonda di quanto si possa pensare.

Le normali lampadine a incandescenza, ad esempio, si trovano ad una temperatura di circa 3000°C ed emettono quindi radiazione di corpo nero il cui massimo cade nel rosso. Tuttavia, se le osserviamo ci sembrano emettere una luce tendente al giallo, quasi bianca. Questo è dovuto al fatto che l’occhio umano mostra maggiore sensibilità nel giallo e nel verde e meno nel rosso. Di conseguenza, anche se la lampadina emette più luce nel rosso, è la sensibilità dell’occhio umano a regolare la nostra percezione del colore e a farcela sembrare di tonalità giallastra. 

Queste vicende ci forniscono anche un ottimo insegnamento sul come affrontare i temi dell’astronomia e della scienza: l’occhio non è lo strumento più adatto a mostrarci la realtà per come è veramente!

Terza edizione del libro: Primo incontro con il cielo stellato

Primo incontro con il cielo stellato, terza edizione disponibile su Amazon! 

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Terza edizione del libro

Di cosa parla il libro "Primo incontro con il cielo stellato", terza edizione (estesa)?

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Buona lettura!

Domande e risposte: Cosa sono le supernovae?

Le supernovae sono probabilmente gli eventi più violenti ed energetici dell’Universo e per ora anche i più imprevedibili.

Quando una stella almeno 8 volte più massiccia del Sole brucia velocemente tutto il combustibile nel nucleo, la sua esistenza si accinge a terminare in modo spettacolare. 

Per gran parte della propria vita, come tutti gli astri, brucia idrogeno trasformandolo in elio. Quando l’idrogeno finisce la stella si espande, il nucleo si contrae e raggiunge una temperatura ancora più elevata, attorno ai 100 milioni di gradi, sufficiente a rimpiazzare l’idrogeno con l’elio.

La fusione dell’elio produce carbonio e ossigeno, ma genera meno energia, per cui la stella è costretta a bruciare molto più carburante

Ben presto termina anche l’elio. Il nucleo si contrae di nuovo e l’aumento di temperatura riesce a fondere anche carbonio e ossigeno, generando elementi ancora più pesanti, ma producendo sempre meno energia.

La stella cerca in tutti i modi di evitare un destino inevitabile, utilizzando come carburante tutti gli elementi che sono stati prodotti dalle reazioni nucleari precedenti.

Ma ad un certo punto le leggi della Natura dicono basta.

Arrivati al ferro i processi di fusione non producono più energia, anzi, la richiedono dall’esterno. La stella, quindi, non può fare nient’altro per evitare che il nucleo, composto quasi esclusivamente di questo metallo, collassi su se stesso senza il contrasto dell’energia liberata dalla fusione nucleare.

La contrazione è estremamente violenta e rapida, al punto che l’intera struttura rimbalza su se stessa scatenando una violentissima serie di reazioni nucleari che interessano anche gli strati esterni. 

L’astro esplode letteralmente con una potenza inaudita, generando la supernova.

La struttura stellare si disintegra.

I pezzi di stella vengono proiettati nello spazio a decine di migliaia di chilometri al secondo.

L’esplosione rilascia una quantità di energia pari a centinaia di miliardi di volte quella del Sole, risultando visibile anche a distanza di centinaia di milioni di anni luce.

Le supernovae sono eventi estremamente rari in una galassia. Nella Via Lattea gli scienziati stimano un’esplosione del genere ogni 50-100 anni.

Grazie all’elevato numero di galassie osservabili nel cielo, assistere a un’esplosione di una supernova extragalattica non è poi così raro. Ogni anno sono infatti diverse decine gli eventi di questo tipo che vengono scoperti, non di rado dai telescopi degli astronomi dilettanti. 

L’energia rilasciata da una supernova è così grande che è stato calcolato che se ne esplodesse una in un raggio di 100-150 anni luce le radiazioni gamma emesse potrebbero cancellare in un colpo gran parte della vita sulla Terra, compreesi noi esseri umani.

Fortunatamente non si conoscono stelle abbastanza massicce nelle vicinanze del Sole che potrebbero provocare un disastro di tale portata.

Nel passato della Terra, tuttavia, gli scienziati pensano di aver individuato almeno un evento di estinzione di massa legato all’esplosione di una supernova vicina. Circa 450 milioni di anni fa scomparve l’85% di tutte le specie viventi, probabilmente a causa dei raggi gamma provenienti da una supernova vicina.

La supernova del 1054 ha formato la Crab nebula

Negli antichi documenti storici sono diverse le supernovae galattiche osservate, anche in pieno giorno.

Famoso è il caso della stella che nel 1054 si rese visibile per alcune settimane, brillante quasi come la Luna piena vista ad occhio nudo. Quella supernova, a distanza di quasi 1000 anni, ha generato una delle nebulose più belle e brillanti: la nebulosa del granchio, nella costellazione del Toro.

Per assistere all’esplosione di una stella nella nostra galassia, che sia effettivamente visibile, bisogna avere un po’ di fortuna. 

Attualmente sono due le candidate ideali: Antares, la stella più brillante della costellazione dello Scorpione e Betelgeuse, astro rosso di Orione. Secondo gli astronomi, entrambe sono molto prossime alla fine spettacolare e violenta della loro vita, ma anche in questo caso, il termine “molto prossimo” identifica un momento casuale da qui a diverse centinaia di migliaia di anni. Meglio, quindi, non passare la propria vita sperando di assistere alla loro esplosione; tanto se dovesse succedere ce ne accorgeremmo perché diventerebbero decine di volte più brillanti di Venere e perfettamente visibili anche di giorno, almeno per uno o due mesi.

Poi, lentamente la luce si affievolirà e nel corso di qualche mese quell’angolo di cielo che per milioni di anni è stato abitato da un astro brillante, risulterà improvvisamente orfano per sempre di una delle gemme più belle.

Astronomia per tutti: volume 3

Il nostro corso di astronomia multidisciplinare e multilivello continua a vele spiegate verso una migliore comprensione dell’Universo intorno a noi.

In questo volume nella categoria neofiti cominciamo a capire come poterci orientare nel cielo scuro, in mezzo a un tappeto di stelle che sembrano a prima vista tutte uguali.
Nello spazio riservato alla fotografia astronomica impareremo come utilizzare le nostre fotocamere da quattro soldi per ottenere discrete immagini di alcuni oggetti celesti.
Nella sezione dedicata alla ricerca astronomica parleremo di un metodo di indagine potentissimo: la fotometria. Getteremo in questo modo le basi per affrontare le nostre prime sessioni di ricerca astronomica alla scoperta di stelle variabili e oggetti peculiari.
La parte dedicata all’astrofisica esordisce con un grafico fondamentale nel comprendere il funzionamento di tutte le stelle dell’Universo: il diagramma HR.
Dopo esserci spinti lontano nello spazio torneremo in prossimità della Terra per ammirare le stazioni spaziali. Nate dalle ceneri dei gloriosi programmi lunari Sovietici e Americani, sono un esempio di come l’uomo, a fronte di immensi sforzi, stia riuscendo a mettere timidamente piede fuori dalla grande porta di casa.
Concluderemo il volume cercando la pioggia su pianeti e satelliti, e magari capire che tipo di ombrelli dovremmo portarci dietro nel caso in cui un giorno decidessimo di esplorare questi mondi completamente fuori dal comune.
C’è qualche film che è riuscito a immaginare temporali di metano e piogge di piombo fuso? Probabilmente no; ma spesso la realtà è più insolita e sorprendente della più fervida immaginazione…

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