Viaggiamo verso le stelle vicine

Inizio una nuova serie di articoli in cui parlerò delle stelle più vicine al Sole, che raggiungeremo a bordo della nostra astronave virtuale.

Desidero infatti mostrare quello che vedrebbe un fortunato viaggiatore, una volta arrivati in prossimità della singola stella: in questa puntata zero presenterò il piano dell’opera e le astronavi con cui viaggeremo (gli strumenti software utilizzati).

A mano a mano che passa il tempo, anche le astronavi virtuali cambiano e migliorano: da sempre per i miei articoli uso due mitici programmi per PC, Celestia e Stellarium e recentemente sto utilizzando anche un altro programma molto potente, SkySafari Pro Plus (SSPP). Come dicevo in questo articolo, in cui ne avevo fatta la recensione entusiastica, con questo programma si ha in pratica la sintesi dei due programmi citati, con opportune aggiunte e migliorie, ma anche con modalità di funzionamento in alcuni casi un po’ più (e inutilmente) complicati. Altro motore galattico aggiunto negli ultimi tempi è il fratello maggiore per PC di SSPP, Starry Night Pro Plus (SNPP), che mi ero regalato per Natale, nell’ultima versione 7.0: ottimo, ma in alcune situazioni appare un po’ meno versatile.

L’astronave che utilizzeremo in questa serie di articoli è invece un’altra ed è data dall’ultimo di una serie di tre programmi realizzati dal vostro pignolone nei pochi ritagli di tempo concessimi dal lavoro e dalla vita normale: si tratta di applicazioni web in html5 e javascript che sfruttano la potenza di una libreria di routine grafiche 3D reperibili gratuitamente in internet. Queste routine non sono di facile interpretazione ed immediata utilizzazione, ma vanno provate e riprovate: dalle varie demo si vedono cose che noi umani non possiamo nemmeno immaginare, il tutto con una semplicità disarmante… una volta capite!
In particolare il programma che presenterò per ultimo e utilizzerò in ogni puntata, è un programma work in progress, nel senso che ogni tanto apporto qualche miglioria o aggiornamento qua e là: in questi casi chi lo utilizza vedrà sempre l’ultima versione presente nel server del sito.

Le stelle vicine

I veri appassionati di Astronomia sanno bene qual è la stella più vicina a noi, dopo il Sole: è la piccola Proxima Centauri, che fa parte del gruppo di stelle di α Centauri, tutte poste ad una distanza di poco più di 4 anni luce (al ), una passeggiata in scala cosmica e galattica, ma proibitivamente lontane per i nostri mezzi attuali.

Dire quante sono le stelle vicine, ovviamente non è possibile, in quanto bisogna porsi dei limiti: fino a 10 al, fino a 20 al ecc. Poi c’è da dire che negli ultimi tempi la tecnologia sta facendo passi da leone e succede pure che di tanto in tanto al ricco elenco di stelle se ne aggiungano altre, delle quali l’unica fonte di conoscenza è Wikipedia, con le limitazioni del caso: per i miei articoli mi avvalgo delle informazioni fornite dal mitico sito SIMBAD che fornisce a richiesta tutte le informazioni disponibili e convalidate su stelle ed oggetti celesti. Non è facile districarsi tra le varie pagine del sito, ma alla fine quello che conta è azzeccare la query giusta da proporre ad uno dei tantissimi database, aggiungendo l’output desiderato: nel caso delle stelle vicine basta inserire la query “plx > 193” con la quale si comanda al motore di ricerca di trovare tutti gli oggetti aventi “parallasse maggiore di 193 mas (milli arc seconds)“. Qui il discorso si complica un po’ di più perché bisogna sapere cosa sia la $parallasse$ annua di una stella ed il valore da porre nella ricerca: direi che approfondire questo argomento è al di là delle intenzioni di questi articoli, ma per non perdere amici appassionati, ricordo che si intende come $parallasse$ annua lo spostamento che ha una stella in cielo in un anno a causa del fatto che si trova molto più vicina a noi rispetto alle stelle di sfondo, secondo le regole dettate dalla prospettiva.

Detto questo, con SIMBAD ho ricavato una tabella di stelle aventi una $parallasse$ superiore a 193 mas, che corrispondono ad un range di distanze tra quella di Proxima fino a circa 17 al : quante siano queste stelle non ve lo anticipo, anche per lasciare un po’ di suspence e non è detto che in corso d’opera vadano apportate correzioni alla scaletta, nel caso ci siano ulteriori scoperte e modifiche. Aggiungo che il database di SIMBAD è quello ufficiale generato dai dati della sonda Hipparcos al quale poi si aggiungono ulteriori dati provenienti da altre fonti, dati che però vanno ulteriormente verificati.
In questi ultimi giorni nella tabella ottenuta in precedenza (un mesetto fa) con la famosa query sono apparse altre stelle vicine, alcune delle quali molto vicine! Ero già quasi sobbalzato dalla sedia, dato che si trattava di un pacchetto di quattro stelle (del catalogo RGO, nientemeno che il “Royal Greenwich Observatory“) posizionate al quinto posto in scala di distanza (poco dopo la Stella di Barnard), tra 6 e 7 anni luce da noi

tabella di stelle vicine ricavate dal database SIMBAD

Una volta ritornato con i piedi per terra, dato che di queste quattro stelle vicine ne avrebbero dovuto parlare persino i telegiornali, ho cercato subito spiegazioni: basta ad esempio cliccare sul link corrispondente al primo nome (RGO 3027) per subire una doccia fredda.
La pagina che si apre è assolutamente tecnica e per addetti ai lavori e l’informazione sulla meravigliosa $parallasse$ di 543.8 mas è accompagnata dall’errore misurato, pari a 425.5 mas ! Allucinante! Con questi valori, l’errore sulla $parallasse$ raggiunge il 78%, mentre quella di Proxima è nota con un errore di circa 0.79%. Si può dunque scartare questo gruppo di stelle (e anche altre successive) dato che la misura è assolutamente inutilizzabile: ma perché allora la pubblicano? Probabilmente perché magari si tratta di una prima stima, che poi potrà essere corretta in base ad altri calcoli ed osservazioni… Speriamo che la situazione evolva!

Vediamo queste stelle

Qui entra in gioco la prima novità: la possibilità di visualizzare la posizione spaziale in 3D con un risultato finale assolutamente gradevole e soprattutto multipiattaforma: tutte queste pagine interattive funzionano bene nei due mondi paralleli e separati dei PC (Windows e Mac) e non da ultimo in ambito mobile (Android e iOS), dipendendo solamente da quanto i migliori browser di queste piattaforme implementino le librerie grafiche WebGL, divenute lo standard della grafica di ultima generazione.

In breve ho preso una cinquantina di stelle e le ho plottate in uno spazio tridimensionale (grazie alle solite formule di trigonometria sferica, che ritroviamo in moltissimi miei articoli) : su PC bisogna utilizzare il mouse per spostarsi tra le stelle, avvicinandosi o allontanandosi usando la rotellina, mentre sui dispositivi mobili (suggerisco un tablet, per problemi di intellegibilità) ci si sposta con le ben note azioni di swipe e di pinch, oramai naturali nell’utilizzazione quotidiana dei nostri apparati. Tutto ciò si ottiene cliccando (o tappando nel caso di mobile) su questa immagine

clicchiamo l’immagine per vedere in azione il nostro nuovo programma sulle stelle vicine

con il che si aprirà una nuova pagina del browser nella quale possiamo girare tra queste stelle, zoomando ed allontanandoci: lascio a voi scoprire le possibilità fornite dal motore grafico.

Il nostro viaggio tra le stelle sarà quello che vediamo in quest’altro grafico 3D

clicchiamo l’immagine per vedere in azione il nostro nuovo programma sul viaggio tra le stelle vicine

dove il gomitolo di linee rappresenta in pratica la rotta che percorreremo per saltare da una stella alla successiva nel corso delle varie puntate.

Partiamo ora dal Sole

Ma il programma che ci accompagnerà nelle varie puntate è un altro ancora, una naturale evoluzione del primo, al quale ho a mano a mano aggiunto altre stelle (circa 3000), le linee delle costellazioni, i nomi di alcune stelle (quelle con magnitudine inferiore ad una soglia prefissata, altrimenti i tempi di caricamento diventano insostenibili) ed il reticolo di coordinate celesti

Il cielo come lo conosciamo

In questo modo ho ottenuto una visualizzazione interattiva del nostro cielo, con tutte le costellazioni disegnate: le stelle sono proprio quelle utilizzate nei singoli articoli sulle costellazioni, stavolta raggruppate in un unico array.
La visualizzazione che si ottiene è quella con il Sole al centro dell’area (ma ovviamente invisibile) e dove ogni stella viene rappresentata nello spazio tridimensionale e proiettata nella finestra rettangolare che è lo schermo del nostro PC o tablet. A questa proiezione ci pensano le routine grafiche che permettono di ottenere risultati finora ottenibili con complessi calcoli matriciali, fortemente dolorifici per le proprie coronarie: in più c’è la gestione automatica di mouse, tastiera e tocco.
Si arriva così ad uno scenario tridimensionale con tutte le stelle al loro posto: il problema è ora rappresentarle correttamente e soprattutto scrivere a fianco una “sprite” contenente il nome, per poterle riconoscere. Nel caso del primo programma potete vedere che queste sprite seguono lo spostamento della stella in modo completamente automatico, ingrandendosi o rimpicciolendosi a seconda della distanza dal punto di osservazione: è un effetto gradevolissimo ottenuto senza nemmeno aggiungere una riga di codice, ma questa possibilità non poteva andare bene in questo terzo programma. Le scritte devono infatti apparire tutte della stessa grandezza, dato che è improponibile per le stelle vicine avere una scritta enorme e per le stelle più lontane scritte illeggibili.

Questo è stato un grosso problema, risolto brillantemente con ulteriori calcoli, in pratica proiettando le posizioni di ogni stella su di una sfera (celeste!) contenente le linee delle coordinate celesti facendo così finta che tutte le stelle (vicine o lontane che siano) si trovino alla stessa distanza da noi: se ci pensate bene è proprio quello che succede con le stelle in cielo, che sembrano tutte poste ad una stessa distanza!
Questi ulteriori calcoli, assolutamente necessari, purtroppo appesantiscono i tempi di visualizzazione della prima schermata. Ma pensate che molto conta anche la potenza del processore utilizzato dal dispositivo: sul PC la schermata si apre in un paio di secondi, mentre su android ci vogliono in genere una decina di secondi. Ma sul mio smartphone Wiko Fever l’apertura della schermata è quasi immediata, come sul PC, questo grazie al processore octacore… Peccato che il display da 5″ non può competere con i monitor dei PC: tra l’altro su un monitor 4k lo spettacolo è assolutamente garantito!

Ottenuta perciò una versione funzionante, la mia domanda è stata: è possibile cambiare il nostro punto di vista centrale (il Sole) con un qualsiasi altro punto, ad esempio un’altra stella? La risposta è assolutamente positiva e richiede una semplice traslazione lineare delle coordinate di tutte le stelle rispetto a quella prescelta come centrale: il gioco a questo punto è fatto! Basta dire al programma qual è la nuova stella centrale e il resto lo fa lui.

Comunque, se siete rimasti svegli dopo tutte queste elucubrazioni complicate, vedrete che in alto a destra abbiamo (per adesso… ) la possibilità di vedere quali sono le dieci stelle più vicine (distanza in al e nome della stella) e le dieci stelle più luminose ($magnitudine$ e nome della stella). In questa puntata le dieci stelle più vicine e quelle più luminose sono quelle ben note, ma già nella prossima vedremo le differenze tra il nostro cielo e quello di Proxima Centauri.

Rimanete sintonizzati!

 

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