La costellazione di Cassiopea

Questa serie di articoli fa uso del Simulatore di costellazioni in 3D, descritto in questo articolo. Se si dovessero riscontrare problemi nel caricamento delle pagine, scaricare manualmente l’ultima versione di JRE (Java Runtime Environment) all’indirizzo:
http://www.java.com/it/download/index.jsp

Introduzione

La costellazione di Cassiopea è facilmente riconoscibile e perciò ritrovabile in cielo in un qualunque periodo dell’anno: al di là delle lettere “W” o “M”, mai nessuno ha pensato che potrebbe essere vista anche come un “3” stilizzato oppure come una lettera “Σ“, ben nota ad ingegneri e matematici, come pure può essere vista come una scaletta fatta da un paio di gradini. Badate bene: tutto meno che una figura femminile! Nelle intenzioni degli Astronomi antichi, si tratta invece di Cassiopea, la mitica sposa del Re d’Etiopia Cefeo (che è guardacaso una costellazione a suo fianco) e madre di Andromeda (altra costellazione nei pressi): riconoscere le figure di questa allegra famigliola richiede molta fantasia ma almeno riconoscendone una, le altre due si trovano “gratuitamente”. Visto che ci siamo, vediamo subito come gli antichi interpretavano questa sequenza di cinque stelle.

Qui vediamo la raffigurazione della costellazione secondo l’Uranometria e secondo Hevelius. In entrambi i casi ho girato il disegno in modo da vedere la regina “dritta”, seduta su di un trono, ma comunque molto irrequieta.

Ecco invece la rappresentazione riportata da Stellarium

Andiamo ora ad analizzare la nostra mappa girevole e tridimensionale della costellazione, nella quale spicca ancora una volta questo strano susseguirsi di stelle a zig-zag. Proprio andando a vedere dietro alla mappa, scopriamo (e non mancherò mai di sottolinearlo!) che le 5 stelle principali di Cassiopea sono tutto meno che un gruppo fisico di stelle: potete constatare facilmente che si trovano rispettivamente a 442, 99, 613, 228 e 54 anni luce da noi. Forse se anche gli antichi avessero avuto il sentore che le stelle si trovano a distanze diversissime da noi e tra loro, magari avrebbero pensato alle costellazioni in modo differente riconoscendole come raggruppamenti casuali di astri: magari non sarebbe nata l’astrologia, basata su fondamenti erronei tra i quali la casualità della disposizione è senz’altro il più eclatante. Ma torniamo alla Scienza vera…

Anche in questo caso, ponendo il foglio di taglio sulla sinistra, non appare nessun raggruppamento fisico evidente: ci sono due-tre stelle vicine (Achird a 19 anni luce, μ Cas a 25 e Caph a 54), mentre le altre sono comunque sparpagliate nel cosmo, con ρ Cas laggiù in fondo ad una distanza astronomica di più di 11000 anni luce. Già sappiamo che gli Astronomi Rocassiopeiani non sanno nemmeno dell’esistenza del Sole, una infima stellina di 17.59-ma magnitudine: vista la distanza è pure inutile mandar loro messaggini o email per segnalare la nostra presenza… Pensate viceversa a quanto deve essere luminosa questa stella per apparire di quarta $magnitudine$ nel nostro cielo: dopo vedremo che è infatti una mostruosa stella ipergigante!

Anche in questa costellazione incontriamo (e vedremo da vicino) tre stelle molto grandi: cominciamo da quella più piccola, appena 130 volte il raggio del Sole e cioè 0.6 UA, qualcosa di meno dell’orbita di Venere. Vista da 10 UA (la distanza di Saturno dal Sole) la stella variabile V509 Cas appare dello stesso colore del nostro Sole, fatto questo che finora non avevamo mai incontrato, ma molto più luminosa e grande (6° e mezzo).

Il secondo mostro celeste è un’altra variabile, R Cas, che dal nome ci dice che è la prima stella variabile scoperta in Cassiopea: su tratta di una variabile di tipo Mira Ceti e cioè una stella che cambia la propria luminosità in un lungo periodo di tempo, tra valori molto differenti. In questo caso, R Cas cambia la propria $magnitudine$ da un massimo di 4.7 (visibile ad occhio nudo in città non troppo luminose) ad un minimo di 13.7 (dunque visibile solamente con buoni telescipo) in un tempo pari a 431 giorni. Questa stella ha un raggio di 340 volte quello solare, praticamente quanto l’orbita di Marte e dunque se fosse posta al centro del Sistema Solare ingloberebbe al suo interno tutto quanto fino al pianeta rosso, Terra compresa.

Il terzo godzilla della costellazione di Cassiopea è la stella ρ Cas, che sfiora di poco i mille raggi solari, toccando il valore spaventoso di 950 volte il raggio del nostro piccolissimo Sole: in questo caso da 10 UA la stella è notevolmente minacciosa, giallina abbagliante, con un diametro di più di 35°. Riflettiamo un attimo sui valori in gioco: questa stella ha un diametro che è 950 volte quello del Sole. A quale distanza ci dobbiamo porre per vedere questo mostro grande quanto il Sole, con un raggio di 31′ ? Vi do 10 secondi per pensarci, dopodiché rispondo con un’altra foto che paragona le due stelle.

Sono passati i 10 secondi e la risposta è ovvia: ci dobbiamo porre a 950 UA da questo mostro stellare. Riflettiamo insieme: la sonda Voyager I, lanciata nel 1977, perciò 34 anni fa, dopo aver esplorato Giove e Saturno si sta allontanando dal Sistema Solare ed alla data in cui scrivo (fine aprile) si trova a 117 UA dal Sole. La distanza a cui ci dobbiamo porre da ρ Cas per vederla grande come il Sole è attualmente più di 8 volte di quanto percorso in 34 anni dalla sonda della NASA: come dire che per arrivare a quella distanza, alla sonda ci vorranno più di 8 volte tanto, quasi 270 anni, anno più anno meno. Terrificante! E da quella distanza poi questo mostro di stella è praticamente luminoso quanto il Sole, con una $magnitudine$ di -25 rispetto a -26.

Una riflessione dopo tante cifre: trovo che questo tipo di analisi ci fa capire sempre di più quanto è vario e stupendo l’universo, con sorprese dietro l’angolo, che si nascondono dietro a puntini apparentemente anonimi. Tra l’altro confesso che molte delle informazioni che fornisco sono totalmente nuove anche per me, appassionato di Astronomia da 40 anni: tutto questo grazie al fatto di pensare alle stelle come oggetti dotati di una loro grandezza ed immersi in uno spazio sconfinato per giunta tridimensionale. Voi sapete che il discorso delle distanze astronomiche mi sta molto a cuore e sorrido quando sento parlare di possibilità di viaggi interstellari (che non siano quelli fantascientifici di Star Trek & C). Avete idea di quanti anni luce corrispondano al famoso valore di 950 unità astrononomiche? Dieci? Cento? Trecentocinquanta? No, macché, sono appena quindici millesimi di $anno luce$, ossia 5 giorni luce e mezzo, che corrispondono esattamente allo spazio percorso dalla luce in una bazzecola di 5 giorni e mezzo.
Cinque giorni e mezzo rispetto a 270 anni… Una bella differenza!

In questo turbinio di cifre astronomiche sembra quasi che le altre stelle di Cassiopea siano molto meno interessanti: però per una volta tanto lasciamo da parte le stelle più brillanti della costellazione, tanto di loro se n’è parlato fin dall’antichità risvegliando immagini di regine dai piedi più o meno lunghi. Di queste 5 stelle principali aggiungo soltanto che tra queste ci sono dei mostriciattoli, Tsih grande 62 volte il Sole e Shedir, 42 volte la nostra stella: le ritroveremo fra poco nel diagramma in cui faccio il paragone grafico delle grandezze di stelle varie.

Per adesso ci facciamo un giretto dalle parti di quella stella che è la più vicina tra quelle di Cassiopea, con 19 anni luce ed un diametro di (udite udite) 1.1 volte quello del Sole (Achird A), praticamente una sua gemella, accompagnata da una stella grande la metà (Achird B) e posta ad una distanza irrisoria di appena 88 UA. Da questa piccola distanza di 19 anni luce, gli astronomi Achirdiani (A o B, fate voi) conoscono bene la nostra stella, di $magnitudine$ 3.7, che non sfigura certamente all’interno della Croce del Sud, che probabilmente laggiù chiamano Dus led Ecorc. Avete notato che tutti gli astronomi extrasolari, che abbiamo fin qui incontrato, hanno tutti lo stesso modo buffo, opposto al nostro, di chiamare gli oggetti del cielo?
Aggiungo che dalle altre due stelle vicine (μ Cas e Caph) il Sole è ovviamente meno luminoso ed anche per gli astronomi Mucassidi e Caphiani la stella Elos appartiene alla stessa costellazione dal nome rovesciato.

Ho parlato prima dei tre mostri Cassiopeiani e di come prenderebbero posto all’interno del Sistema Solare. Come sempre ho realizzato un diagramma (secondo la logica che un disegno vale più di tante cifre) in cui ho posto i mostri che man mano incontriamo, esattamente al posto del Sole: ecco dunque la rossa R Cas che si mangia tutto fin oltre l’orbita di Marte e la gialla ρ Cas che invece supera abbondantemente i mostri sacri Betelgeuse ed Antares. Ancora però la stella KY Cyg sembra irraggiungibile… Riuscirà qualche stella a superarla?

In quest’altro diagramma invece ho effettuato il paragone consueto tra le stelle più famose e significative incontrate finora con quelle viste in questa puntatata: c’è da ribadire il concetto che anche la fulgida Rigel sta sempre più andandosi a nascondere davanti a stelle che le fanno letteralmente mangiare la polvere, tipo V509 Cas che è quasi il doppio, per non parlare di R Cas di cui sappiamo già tutto. Più sotto ho aggiunto le stelle principali della costellazione e diciamo che in tempi di magra la loro figura la farebbero anche loro: ho però la sensazione che nel prossimo diagramma ne ritroveremo pochine… vedremo. E il Sole? Vi ricordo che il puntino è un misero omaggio alla nostra stella, che in scala sarebbe in realtà molto più piccolo, praticamente invisibile.

Ecco il significato delle stelle che hanno un nome, ma che forse non viene molto usato: in questo caso basta indicare lassù le 5 stelle di Cassiopea, decisamente difficili da ricordare.

• Shedir (α Cas): dall’arabo, il petto della regina
• Caph (β Cas): dall’arabo, la mano macchiata della regina
• Tsih (γ Cas): dall’arabo, la frusta (della regina? boh!)
• Ruchbah (δ Cas): dall’arabo, il ginocchio della regina
• Segin (ε Cas) e Achird (η Cas): citate da varie parti, ma senza spiegazione sull’origine del nome
• Marfak (θ e μ Cas): dall’arabo, il gomito della regina

La risposta è semplice: sempre e dovunque. Stando dalla parte opposta dell’Orsa Maggiore rispetto alla stella polare, dovrebbe essere facile trovare e riconoscere successivamente questa costellazione circumpolare.