Stella pulsante che cambia colore

Perché alcune stelle sfarfallano di rosso e di blu

In questo periodo dell’anno, dopo il tramonto, noi dell’emisfero settentrionale possiamo vedere la possente costellazione di Orione sorgere alta nel cielo con una compagna molto luminosa in una costellazione vicina: Sirio, la Stella del Cane.

Sirio è la stella più luminosa del cielo e si trova facilmente nella debole costellazione del Canis Major, a sinistra e sotto Orione. Il suo nome deriva dal greco antico e significa “incandescente” o “bruciante”.

Sirio (α CMa) è la stella alfa di questo fidato mastino e dista circa 8,5 anni luce dalla Terra, il che la rende una delle stelle più vicine a noi. Ha una piccola stella compagna che la rende un sistema binario composto da “Sirio A”, la componente principale (che è una stella bianca di sequenza principale) e “Sirio B”, una stella nana bianca. Osservata a occhio nudo, Sirio può essere vista scintillare di diversi colori nel cielo serale invernale.

Non è solo Sirio a scintillare: tutte le stelle scintillano. La luce viaggia per molti anni luce dalle stelle e proprio alla fine del suo viaggio colpisce l’atmosfera terrestre, composta da azoto, ossigeno e altri gas.

Supernova Betelgeuse

Una stella è classificata come stella variabile se sembra cambiare luminosità (vista dalla Terra) nel tempo. I cambiamenti possono provenire dalla stella stessa, poiché la quantità di energia che emette varia. I cambiamenti possono anche provenire dall’esterno della stella. Ad esempio, la luce della stella viene bloccata da una stella compagna orbitante.

Le stelle variabili sono note da quasi quattrocento anni. La prima, Mira, fu trovata nel 1638. Pulsava con un ciclo di 11 mesi. Poco più di un secolo dopo, nel 1786, gli astronomi avevano trovato solo dieci stelle variabili. Oggi ne conosciamo più di 150.000!

Un importante tipo di stella variabile si chiama Cefeide. Si tratta di stelle giganti gialle che pulsano. Questa pulsazione è causata dal fatto che la stella si gonfia e si restringe in modo regolare e ripetuto. Ogni volta che la stella si gonfia, diventa più fredda e più debole. Quando si restringe, diventa più calda e più luminosa. Tuttavia, ciò è complicato dalla quantità di luce che la stella rilascia in ogni fase. Durante il processo, la stella cambia la sua opacità (quanto è trasparente), modificando la quantità di luce che vediamo. La variazione di opacità è dovuta a uno strato di elio nell’involucro della stella.

Stella arancione nel cielo

Il diagramma H-R è un importante strumento astronomico per comprendere l’evoluzione delle stelle nel tempo. L’evoluzione stellare non può essere studiata osservando le singole stelle, poiché la maggior parte dei cambiamenti avviene nell’arco di milioni e miliardi di anni. Gli astrofisici osservano numerose stelle in varie fasi della loro storia evolutiva per determinare le loro proprietà mutevoli e le probabili tracce evolutive attraverso il diagramma H-R.

Il diagramma H-R è un grafico a dispersione delle stelle. Quando la magnitudine assoluta (MV) – la luminosità intrinseca – delle stelle viene tracciata rispetto alla loro temperatura superficiale (classificazione stellare), le stelle non sono distribuite in modo casuale sul grafico, ma sono per lo più limitate a poche regioni ben definite. Le stelle all’interno delle stesse regioni condividono un insieme comune di caratteristiche. Man mano che le caratteristiche fisiche di una stella cambiano nel corso della sua storia evolutiva, cambia anche la sua posizione sul diagramma H-R, per cui il diagramma H-R può anche essere considerato come un grafico dell’evoluzione stellare. Dalla posizione di una stella sul diagramma si conoscono la sua luminosità, il tipo spettrale, il colore, la temperatura, la massa, l’età, la composizione chimica e la storia evolutiva.

Stella pulsante che cambia colore online

Durante la maggior parte delle fasi di vita della maggior parte dei tipi di stelle, la stella si trova in un equilibrio stabile. Ciò significa che qualsiasi cambiamento della stella (ad esempio, nel colore o nella luminosità) è piuttosto lento. Quindi, ad esempio, se si osserva una particolare stella gigante rossa questa sera e poi la si confronta con una misurazione effettuata 50 anni fa, molto probabilmente il colore e la luminosità di quella stella saranno esattamente gli stessi di oggi rispetto all’osservazione precedente. Tuttavia, questo non è vero per tutte le stelle. Alcune stelle sono intrinsecamente variabili. Cioè, le loro proprietà cambiano in modo periodico con un periodo abbastanza breve da poter essere misurato.

Ci sono alcune fasi della vita di stelle di massa particolare in cui non riescono a raggiungere un equilibrio stabile. Durante questa fase, la stella irradierà per un breve periodo più luce della sua luminosità media. La stella si espanderà, ma supererà il raggio in cui raggiungerebbe la stabilità. Poiché la stella si è espansa, la pressione interna si è ridotta. Pertanto, la gravità sarà più forte della pressione che resiste alla contrazione e la stella si contrarrà. Quando la stella si contrae, supera nuovamente il suo raggio di equilibrio, intrappolando così più radiazioni al suo interno. Pertanto, la sua pressione interna aumenterà al punto da superare la forza gravitazionale che contrae la stella. La stella si espande, la sua luminosità aumenta e il ciclo si ripete. Si scopre che esiste una certa regione del diagramma HR in cui le stelle che hanno questa combinazione di temperatura e luminosità presentano anche le condizioni adatte per il verificarsi di questa pulsazione. Questa regione è chiamata striscia di instabilità ed è indicata nel diagramma HR schematico qui sotto.