Piccolo Tutorial sulle Stelle Doppie

[etruscastro]

LE STELLE DOPPIE:

Numerose, affascinanti, luminose, semplici da osservare e da studiare, ma quanti tra i non addetti ai lavori sono a conoscenza che oltre la metà delle astri della nostra galassia sono stelle doppie o multiple (alcune addirittura sestuple)?
pochi, ma soprattutto come mai anche astrofili con una certa esperienza sulle spalle spesso le snobbano e a torto?

Cosa sono quei punti luminosi nel cielo?
Mi chiese una sera la bambina sui 5 anni di età guardando il cielo durante una serata astronomica pubblica.

Stelle le dissi, cioè moltissimi astri come il nostro Sole che ci scalda durante le belle giornate primaverili e ci fa abbronzare in quelle estive!

Come spiegazione per un bambino che muove le prime domande nel mondo che lo circonda potrebbe anche bastare immaginando che possa essere solo il primo passo per una esplorazione che, almeno a parole, lo possa seguire nella sua crescita.

Ben più complesso potrebbe essere spiegare ad un adulto cosa è una stella, come nasce, si evolve e si trasforma morendo, la cosa potrebbe essere semplificata durante un corso di astronomia a cui seguitano delle immagini ma durante delle serate astronomiche pubbliche la cosa potrebbe essere meno scontata; è così che almeno personalmente parto da una nebulosa come la Laguna (visibile nelle notti estive) che potremmo definire una vera e propria “nursery" stellare per passare a M11, l'ammasso aperto denominata “Anitra Selvatica” come primo stadio della formazione stellare e via via fino ad arrivare a M57, la Nebulosa Anello nella costellazione della Lira per rendere “visibile” la fase finale di una stella simile al nostro Sole.

Ma il vero sbalordimento generale del pubblico è quando si dice che buona parte delle stelle presenti nell'universo sono stelle doppie (o sistemi multipli).

Le stelle doppie si dividono sostanzialmente in 2 grandi gruppi:
* le stelle binarie (o multiple) che sono a tutti gli effetti legate gravitazionalmente tra loro.
* le stelle prospettiche che ci appaiono vicine solo per una questione di prospettiva (appunto) ma in realtà sono molto distanti tra loro e slegate fisicamente.

Ma quante sono queste stelle doppie nella nostra galassia?
Moltissime, basti pensare che solo nella nostra porzione di Galassia (la Via Lattea) ve ne sono catalogate oltre 100.000 e moltissime ne vengono continuamente scoperte o aggiornate, e vengono raggruppate in diversi cataloghi, il più importante è sicuramente il WDS (Washington Double Star Catalog).


STORIA DELLE OSSERVAZIONI:

Fu William Herschel nella fine del XVIII secolo ad iniziare una campagna di osservazione e misurazione delle stelle doppie in maniera scientifica e rigorosa, attività poi seguitata da moltissimi altri astronomi anche e soprattutto in epoca moderna.

Perché misurare le stelle doppie quindi?
Misurare il “movimento” apparente di una stella che ruota intorno al comune centro di massa con la compagna principale e più massiccia, ci permette di calcolare le orbite e le masse dei sistemi presi come riferimento.
C'è da prendere atto però che questi movimenti si svolgono in un lasso di tempo relativamente lento, che possono andare dai pochi anni fino ad alcuni secoli, ed è per questo che i sistemi binari andrebbero osservati e misurati con continuità, anche in epoche diverse proprio per un accuratezza di calcolo.


COSA POSSIAMO FARE?

Come detto i sistemi binari sono moltissimi, troppi da seguire con un unico progetto di studio, ed è qua che possono entrare in gioco gli astrofili, astronomi amatoriali che grazie alla loro strumentazione e alla loro dedizione possono apportare un grande aiuto alla comunità scientifica.

Diciamo subito che il bello delle stelle doppie è che sono visibili sempre, sia durante ogni periodo dell'anno e sia dai diversi siti osservativi, le stelle doppie infatti sono visibili anche nei grandi centri cittadini dove il problema dell'Inquinamento Luminoso è presente e invasivo e non permetterebbe di fare osservazione/riprese del cielo profondo, c'è da dire che spesso e volentieri le stelle doppie “salvano” delle serate osservative quand'è che le condizioni meteo possono risultare imprevedibilmente difficoltose anche in quei siti dove il cielo è particolarmente buio e quindi adatto alle attività astronomiche.

Gli astrofili, in questo caso, possono effettuare osservazioni e misurazioni anche dal loro balcone di casa nonostante ci possa essere il problema dell' Inquinamento Luminoso, con la loro strumentazione e senza bisogno di utilizzare telescopi professionali o programmi software complicatissimi; addirittura non occorre neanche possedere una laurea in astronomia ma basta solo tanta passione e applicazione nell'apprendere quei parametri fondamentali di fisica e matematica che sono alla base della comprensione dei sistemi binari.

Come vedete è un approccio alla portata di tutti gli astrofili di tutte le età e di tutti gli strati sociali e che porta un reale ed effettivo valore aggiunto alla comunità scientifica.


ALLORA SI INIZIA…

partiamo dall'approccio più semplice, l'osservazione visuale che regala spunti notevoli anche estetici nell'individuare un sistema multiplo, bisogna dire che nel cielo ci sono dei veri e propri gioielli stellari per la bellezza e per la cromatica, le varie Almaak, Albireo, Cor Caroli o Beta Monocerotis (solo per citarne alcune tra le più famose) fanno sempre parte di una lista di oggetti osservati dagli astrofili nelle singole serate, bisogna però prendere subito confidenza con i 3 parametri fondamentali dell'osservazione delle stelle doppie:


- magnitudine delle singole componenti, quindi la luminosità apparente delle stelle.
- l'angolo di posizione
- la separazione


Prendiamo come esempio la figura sotto (tratta liberamente dal sito UAI!) che rispecchia gli esempi trattati:


400px-AA_Parametri.jpgOvviamente la magnitudine delle due (o più) stelle è un valore noto che possiamo reperire da siti specialistici, prendiamo come esempio Cor Caroli (alfa Cvn) che ha la componente primaria (o A) di +2,85 e la secondaria (o B) +5,52 con un delta di magnitudine (ΔM) di 2,67

L'angolo di posizione (generalmente nominato come AP) si misura in gradi sempre per Cor Caroli è di 227° che si misura immaginando l'oculare come il quadrante di un orologio; attenzione, l'angolo di posizione è calcolato partendo da Nord verso Est, è fondamentale quindi prendere in considerazione lo schema ottico del telescopio nell'osservazione visuale, (nell'immagine a fianco, infatti, è considerata una immagine con un catadiottrico e con diagonale a 90°).


La separazione invece è espressa in secondi d'arco (secondi d'arco [1 secondo d'arco = 1/3600 di grado]) ed è accompagnata da Rho che per Cor Caroli è 19,3”.

Tutto bene? Non proprio, bisogna tenere anche conto di alcune variabili che limitano le nostre osservazioni; per prima cosa un limite invalicabile è quello dell'ottica, ogni strumento ha un Potere di Separazione Angolare o Potere Risolutivo che è strettamente legato al diametro di apertura e si calcola con la formula di Dawes: 120/D dove D sta per il diametro di apertura, è così infatti che possiamo calcolare il potere di separazione di ogni strumento, possiamo vedere infatti che il “classico” c8 (Schmidt Cassegrain) di 203mm di apertura ha un potere risolutivo di 0,59” mentre un rifrattore da 100mm di apertura ha 1,2” di separazione.

Cosa ci dice tutto questo?
Semplice, uno strumento non potrà separare un sistema binario più stretto (in secondi d'arco) del massimo potere separatore della propria ottica (0,59” per il c8!), per cui la scelta dei sistemi binari da osservare o da misurare sarà in funzione di esso, mentre l'altro limite è quello imposto dal SEEING e cioè dalle condizioni effettive del cielo a causa dell'estinzione o dalla turbolenza atmosferica, più le condizioni saranno drammatiche e più difficile sarà raggiungere il limite di separazione di un sistema, basti pensare che in serate dal cattivo seeing il valore massimo può essere anche di 1,5” / 2”!!