In arrivo l’equinozio di autunno. Le ore di luce ormai in rapida diminuzione, lasciano più tempo di osservazione agli amanti del cielo stellato.

di Davide Cenadelli

“Another summer
Another vacation is over
A September morning,
With the Sun and the smell of the clover…”

… cantava nel 1984 George Michael con gli Wham!, il duo britannico di musica pop che allora formava con Andrew Ridgeley. Anche se la canzone che inizia con questi versi, Heartbeat, è una canzone d’amore triste – più avanti si sente “It will end in tears” – l’espressività della melodia unita alla freschezza della voce dona a questi versi iniziali tutta la fragranza di una mattina di settembre col cielo blu, una mattina con l’aria fresca della tarda estate che annuncia l’arrivo dell’autunno, la stagione più bella dell’anno.

(Se qualcuno mi facesse notare la minore caratura degli Wham! rispetto al gruppo che ho citato nel cielo di giugno, i Beatles, non potrei che essere d’accordo. Ma sentite questi primi versi di Heartbeat: la melodia è così espressiva che penso che forse sarà piaciuta anche a Paul McCartney.)

L’autunno, dicevo: la stagione comincia astronomicamente il giorno 22, con l’equinozio d’autunno, mentre per convenzione comincia il giorno 1 dal punto di vista meteorologico. Inoltre, in settembre si perdono più ore di luce che in qualsiasi altra stagione, e verso fine mese si comincia a cenare col buio (meraviglioso!). Come si conviene a un mese di transizione tra due stagioni, settembre mostra ancora il meglio del cielo estivo di prima sera, per poi passare il testimone alle costellazioni autunnali che culminano nel corso della notte, ma alcune delle quali fanno già capolino all’orizzonte col primo buio.

Di prima sera, altissimo fino a occupare le regioni zenitali del cielo troviamo il Triangolo Estivo, costituito dalle brillanti stelle Vega (nella costellazione della Lira), Deneb (nel Cigno) e Altair (nell’Aquila). La Via Lattea, che attraversa il Cigno e l’Aquila, scendendo verso l’orizzonte meridionale raggiunge la costellazione del Sagittario, mentre lo Scorpione, a destra del Sagittario, ormai appare declinare verso sudovest e tramontare lentamente. A sinistra del Sagittario invece fa bella mostra di sé il Capricorno. Proprio sullo sfondo del Sagittario, al confine col Capricorno, si vedono Giove e Saturno, in ottime condizioni osservative in quanto visibili già al tramonto, e in culminazione verso sud – seppur non molto alti in cielo data la loro declinazione australe – dopo cena, in orari comodi per osservarli. Marte, invece, sorge ancora in tarda serata a inizio mese, ma via via sempre prima finché verso fine mese sorge un’oretta dopo il tramonto, in vista dell’ormai imminente opposizione del prossimo 13 ottobre. La luminosità del pianeta, che si trova nella costellazione dei Pesci, aumenta nel corso di settembre, dalla magnitudine -1,8 a -2,5, al punto che a un certo punto supera in luminosità Giove e risulta – Luna a parte – il secondo corpo più brillante del cielo notturno dopo Venere, che però è visibile solo prima dell’alba. Un evento particolare avverrà la mattina del 6 settembre, intorno alle 8 del mattino: dalle regioni meridionali italiane e dalla Sardegna si potrà vedere la Luna occultare Marte. Dato che il fenomeno avverrà di giorno, è necessario un buon binocolo o un telescopio per vedere il pianeta.

Se volgiamo lo sguardo tra nord ed est, già all’imbrunire vediamo adagiate sopra l’orizzonte le costellazioni autunnali di Perseo ed Andromeda, e più alta Pegaso, col cosiddetto Quadrato di Pegaso a delineare il corpo di quest’animale mitologico, e la stella Enif, che ne indica il naso, proiettata verso le piccole costellazioni del Delfino e del Cavallino, quest’ultima la seconda più piccola del cielo dopo la Croce del Sud. Col passare delle ore, bassa verso sudest vediamo sorgere Fomalhaut, nella costellazione del Pesce Australe. Fomalhaut è la stella autunnale per antonomasia e diciottesima per luminosità del cielo notturno. Si tratta di una stella nana di colore bianco-azzurro dovuto alla temperatura superficiale di 8.600 K, distante 25 anni luce e 17 volte più brillante del Sole. Da Fomalhaut, il Sole apparirebbe come una stella di quarta magnitudine nella costellazione del Leone Minore, tra il Leone e le zampe dell’Orsa Maggiore. Come abbiamo visto nel cielo di ottobre 2019, Fomalhaut ha un pianeta, chiamato Fomalhaut b o Dagon. Nei mesi intercorsi da allora, però, ci sono state delle novità: secondo un articolo scientifico pubblicato la scorsa primavera, il presunto pianeta sarebbe in realtà un ammasso di materiali sparsi – ghiaccio e polveri – dovuti a una collisione cosmica tra due planetesimi entro il disco di polveri che circonda la stella.

A sud di Pegaso si trova la costellazione zodiacale dell’Acquario che secondo la mitologia greca rappresenta Ganimede, definito da Omero il più bello tra gli uomini, che fu rapito dall’Aquila rappresentata dalla costellazione omonima sita nei pressi, e portato sull’Olimpo dove divenne il coppiere degli dei. L’Acquario non contiene stelle brillanti: la più luminosa è Beta Aquarii, chiamata Sadalsuud, di magnitudine 2,87, seguita da Alfa Aquarii, chiamata Sadalmelik, di magnitudine 2,94. Questi due nomi di origine araba significano rispettivamente “fortuna delle fortune” e “fortuna del re”, e vederle è davvero un evento fortunato, perché si tratta di una tipologia di stelle piuttosto rara: sono tutte e due supergiganti gialle. Poste entrambe tra i 500 e i 550 anni luce, sono oltre 2.000 volte più luminose del Sole. Alla rara categoria delle supergiganti gialle appartiene anche una stella molto più famosa, la Stella Polare, che appare un po’ più luminosa in cielo per la distanza leggermente minore, sui 450 anni luce, e la luminosità leggermente maggiore, 2.500 volte il Sole. Tutte e tre queste stelle sono circa 50 volte più grandi del Sole.

Proprio L’Acquario è una costellazione ricca di pianeti extrasolari. Particolarmente notevoli sono i sistemi delle stelle Gliese 876 e TRAPPIST-1.

Posta a soli 15 anni luce da noi, Gliese 876 è una nana rossa del tutto invisibile a occhio nudo (come tutte le nane rosse), grande il 38% del Sole e con temperatura superficiale di 3.100 K. Essa possiede un sistema di almeno 4 pianeti, risultando uno dei sistemi multiplanetari più vicini al Sistema Solare. Dei 4 pianeti noti, i 3 più esterni sono in risonanza orbitale 4:2:1, ovvero hanno periodi di rivoluzione tali che, mentre il più esterno effettua 1 orbita, quello intermedio ne fa 2 e quello più interno 4. Questa risonanza orbitale è detta risonanza di Laplace e l’unico caso noto prima della scoperta di questo sistema era il sistema dei 3 satelliti galileiani di Giove più interni – Io, Europa e Ganimede – che sono appunto in risonanza 4:2:1. Nel sistema di Gliese 876, la cui luminosità è dell’1,2% rispetto al Sole, la zona abitabile si trova molto vicino alla stella, tra 0,12 e 0,23 UA circa, e dei 4 pianeti i due intermedi vi cadono dentro, uno vicino al bordo interno e uno al bordo esterno. Si tratta di due giganti gassosi, ma se dovessero avere satelliti con un’atmosfera adeguata questi potrebbero ospitare acqua liquida.

Anche TRAPPIST-1 è una nana rossa, ancora più piccola, fredda e debole di Gliese 876: il raggio è il 12% di quello solare, la temperatura superficiale è di soli 2.500 K e la luminosità pari a mezzo millesimo di quella della nostra stella. Questa stella possiede un complesso sistema di 7 pianeti di dimensioni simili alla Terra o agli altri pianeti rocciosi del Sistema Solare. Il sistema planetario sembra un sistema in miniatura, con il pianeta più distante che si trova a 0,06 UA dalla stella, un sesto della distanza di Mercurio dal Sole. Tre dei sette pianeti sono in zona abitabile, e il sistema è ricco d’acqua che, a seconda della distanza dalla stella, può presentarsi allo stato gassoso, liquido o solido (ghiaccio). Nei sistemi planetari così stretti, è probabile che i pianeti orbitino intorno alla stella in maniera sincrona, ovvero guardando la stella sempre dalla stessa faccia, coma la Luna fa con la Terra. Questo renderebbe un emisfero dei pianeti perennemente illuminato, e molto più caldo, e uno perennemente buio, quindi molto più freddo. Questo complica la possibile esistenza di vita sui pianeti abitabili del sistema, ma ancor più lo complica il fatto che TRAPPIST-1 è una stella a flare, con emissioni molto potenti, che potrebbero avere strappato l’atmosfera a pianeti così vicini, se non protetta da intensi campi magnetici. Insomma, la reale abitabilità dei pianeti di questo sistema è piuttosto discussa.

Lasciato l’Acquario, volgiamoci verso nord. Quando scende il buio, l’autunno incipiente è chiaramente annunciato dalla disposizione di costellazioni e asterismi circumpolari. Sulla sinistra (nordovest) vediamo il Grande Carro che appare via via più basso, e proprio tra settembre e ottobre questo celebre asterisma è in congiunzione col Sole ovvero, pur rimanendo visibile dalle regioni da cui è circumpolare, si presenta in condizioni osservative meno favorevoli, sfiorando l’orizzonte settentrionale nel cuore della notte. Verso destra (nordest), invece, la costellazione di Cassiopea, facilmente riconoscibile dalla forma a W, appare già abbastanza alta all’imbrunire, e poi sale via via col passare delle ore. La costellazione di Cefeo, la cui forma ricorda quella di una casetta, appare di sera già alta, al di sopra di Cassiopea, e sul tardi si porta al di sopra del polo del cielo, allorquando la casetta appare rovesciata, col tetto che punta verso il basso. Proprio a Cefeo ci rivolgiamo per…

Mu Cephei. Credits WikiSky

LA STELLA DEL MESE: MU CEPHEI

Vi siete mai chiesti qual è la stella più grande tra tutte quelle visibili ad occhio nudo? Sembra che sia proprio lei, Mu Cephei, una supergigante o ipergigante rossa il cui diametro è dell’ordine dei 1.000-1.500 diametri solari. Come si fa a capire che è grandissima? Partiamo dalla luminosità: la magnitudine apparente è pari a 4,1 (in media, essendo la stella un po’ variabile), dunque la stella non appare molto luminosa ma comunque ben visibile con un cielo scuro. Però è lontanissima: le misure di distanza non sono molto concordi, e vanno dai 2.000 ai 6.000 anni luce. In ogni caso, per essere visibile a occhio nudo da tali distanze deve trattarsi di una stella molto luminosa, dell’ordine delle 100.000 volte il Sole nel visibile: quanto esattamente dipende dalla distanza e anche dall’estinzione dovuta alle polveri presenti sul piano della Galassia, che per distanze del genere agisce in maniera considerevole (ricordiamo che Cefeo è attraversato dalla Via Lattea e quindi guardando in direzione di questa costellazione siamo sul piano della Galassia).

Poi c’è il colore, così rossastro che William Herschel la chiamò “the Garnet Star”, ovvero “la Stella Granata”. Rosso vuol dire che la temperatura superficiale è bassa, nello specifico intorno ai 3.600 K. Questo ha due implicazioni importanti: la prima è che la maggior parte dell’energia emessa da questa stella cade nell’infrarosso, e se consideriamo anche questa, come è giusto fare, la luminosità della stella sale a valori dell’ordine delle 3-500.000 volte quella del Sole. La seconda ha a che fare con il suo raggio. Infatti, le stelle più fredde emettono poca luce per unità di superficie, per cui tutte le volte che una stella fredda è intrinsecamente molto luminosa, questo vuol dire una cosa sola: che è grandissima! La poca luce emessa per unità di superficie si traduce in una grande luminosità solo se c’è un’enorme superficie emittente.

L’incertezza sulla distanza si traduce in un’incertezza sul raggio, che è stimabile tra le 1.000 e le 1.600 volte quello del Sole, il che rende Mu Cephei una tra le stelle più grandi, e forse la più grande visibile a occhio nudo (il “forse” sta a significare che vi sono incertezze, come detto, sulla distanza e sul raggio di questa come di altre supergiganti colossali, ma è la migliore candidata a questo record speciale). Considerando la possibilità più estrema, che il diametro di Mu Cephei sia di 1.600 diametri solari, cosa significa esattamente? Che figura fa la Terra in confronto a una stella così? Proviamo a vederla in questo modo: per fare il giro della Terra, un aereo di linea impiega, soste escluse, circa 2 giorni. Alla stessa velocità, per fare il giro del Sole impiegherebbe 6 mesi, e per fare il giro di Mu Cephei 800 anni! Sarebbero comunque 500 anni se il diametro fosse “solo” 1.000 volte il Sole. Mu Cephei ha una massa pari a quasi 20 volte quella del Sole ed è una stella evoluta. La sua età attuale è stimabile in 10 milioni di anni ed è destinata ad esplodere come supernova entro un milione di anni circa. Un gran finale degno della più grande supergigante visibile a occhio nudo in tutto il cielo!

Note sull’Autore
Davide Cenadelli, PhD, è ricercatore all’Osservatorio Astronomico della Regione Autonoma Valle d’Aosta (OAVdA) dove si occupa, tra le altre cose, di didattica e divulgazione. All’Osservatorio Astronomico, nel corso di serate prefissate, è possibile partecipare a visite guidate notturne durante le quali, in caso di bel tempo, è possibile osservare, sotto la guida di Davide o colleghi, il cielo a occhio nudo e col telescopio, compresi alcuni degli oggetti sopra menzionati, o altri, a seconda della stagione.
Per informazioni sull’Osservatorio Astronomico e per prenotare una visita guidata diurna o notturna: http://www.oavda.it