“E quindi uscimmo a riveder le stelle”
Difficoltà

Penso che siamo tutti d’accordo che l’anno che si sta per concludere sia da dimenticare sotto molti punti di vista.

Però, essendo questo l’ultimo articolo del 2020, ci tenevo a lasciarvi con un bel ricordo di questo anno in ambito scientifico.

Premetto che non si tratta di una scoperta sensazionale, dai risvolti clamorosi, ma lascia comunque una piccola emozione nel cuore, aiutando a comprendere meglio i nostri vicini di galassia.

D’altronde, se c’è una cosa che abbiamo imparato in questo anno, è che di tanto in tanto è bello mettere il naso fuori dalla finestra e osservare tutte le piccole cose quotidiane che accadono intorno a noi: la gente che passeggia, l’aroma di un caffè nei pressi di un bar e, nel nostro caso, il moto delle stelle nella Via Lattea.

Già, perché se fino a non molti secoli fa (e  talvolta ancora oggi), le stelle venivano apostrofate con l’aggettivo “fisse”, in realtà queste si muovono attorno al centro della galassia. 

Tuttavia, spostamenti evidenti delle stelle avvengono su tempi scala lunghi rispetto alla vita di un uomo, motivo per cui a noi le stelle sembrano sempre ferme nelle stesse posizioni.

L’osservatorio spaziale GAIA (Global Astrometric Interferometer for Astrophysics) è stato lanciato il 19 Dicembre 2013 e ha iniziato le sue operazioni nello spazio il 25 Luglio 2014.

Da allora, ha scansionato la nostra galassia più e più volte, migliorando le osservazioni e ottenendo nuovi dati.

Dal 2014, gli scienziati al lavoro su questo progetto hanno analizzato ininterrottamente i dati raccolti, raggruppando le analisi effettuate in tre rilasci:

  • DR1 (Data Release 1), con osservazioni dal 25 Luglio 2014 al 16 Settembre 2015 (14 mesi)
  • DR2 (Data Release 2), con osservazioni dal 25 Luglio 2014 al 23 Maggio 2016 (22 mesi)
  • EDR3 (Early Data Release 3), con osservazioni dal 25 Luglio 2014 al 28 Maggio 2017 (34 mesi)

Fino ad oggi ha esaminato la posizione, il moto e la luminosità di quasi 2 miliardi di stelle.

[Figura 1 – Le traiettorie calcolate di 40000 stelle nella Via Lattea nei prossimi 400000 anni : ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO]

Quello che vedete in Figura 1 sono le traiettorie di 40000 stelle in un raggio di 326 anni luce dal Sole, calcolate per i prossimi 400000 anni, a partire dai dati raccolti in questi anni da GAIA (nel complesso, le traiettorie sono state calcolate per i prossimi 1,6 milioni di anni).

Bellissimo, vero? Non sembra un quadro?

Uno degli obiettivi principali di GAIA è la misurazione della posizione attuale delle stelle nella nostra galassia, effettuata con una precisione mai raggiunta in precedenza. 

Ma come si misura la posizione di una stella nel cielo?

La tecnica utilizzata da GAIA è quella della parallasse, che è la stessa tecnica che adotto io quando ho fame e voglio “fregarmi” pesando la pasta: mi metto leggermente angolato rispetto alla verticale che cade sull’ago della bilancia e “magicamente” riesco a mangiare qualche grammo in più di quello che osservo come misurazione (ovviamente, se avete una bilancia digitale non potete farlo). 

Furbo, eh?

Detta in termini un po’ più scientifici, la parallasse è quel fenomeno per cui l’oggetto che osserviamo sembra spostarsi rispetto allo sfondo quando cambiamo punto di osservazione.

Nel suo moto attorno al Sole, GAIA cambia il punto di osservazione. Misurando il cambio di posizione apparente rispetto allo sfondo e sfruttando un po’ di trigonometria, riusciamo a calcolare la distanza della stella.

[Figura 2 – Rappresentazione dell’effetto di parallasse nella lettura di una misura sulla bilancia]

Mettendo insieme i dati sulle posizioni e sugli spostamenti delle stelle ottenuti in tutti questi anni di osservazioni, è stato possibile “proiettarsi” nel futuro, ottenendo l’immagine di Figura 1.

Ma che cosa possiamo osservare dall’immagine?

Innanzitutto, partiamo dalla premessa che il moto di queste stelle è misurato rispetto al Sistema Solare, che è a sua volta in moto nella Galassia.

Nella giungla di segni dell’immagine, distinguiamo scie più lunghe, corrispondenti a stelle più veloci (o più vicine a noi), e scie più corte, appartenenti a stelle più lente (o più lontane da noi). 

Se osservate la Figura 3 (l’ultimo fotogramma della simulazione realizzata dall’ESA), noterete una maggior concentrazione di stelle nella parte destra.

Perché?

Questo è dovuto al moto del Sistema Solare rispetto al moto medio delle stelle.

Immaginate di essere al centro di una piazza e tutte le persone intorno a voi sono ferme. Se vi muovete in una certa direzione, a un certo punto, dal vostro punto di vista, vedrete più persone da una parte, quella opposta alla direzione del vostro moto.

[Figura 3 – Le stelle sono più concentrate sulla destra come risultato del moto del Sistema Solare rispetto al moto medio delle stelle: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO]

Dai dati raccolti è stato possibile misurare anche l’accelerazione del Sistema Solare rispetto ai quasars di altre galassie, oggetti molto antichi che, proprio per la loro lontananza, costituiscono degli ottimi sistemi di riferimento.

Ne è risultata un’accelerazione del Sistema Solare di 7 mm/s all’anno (si tratta di un’accelerazione diversa da quella centripeta, che fa orbitare il Sole nella Galassia), ossia il nostro Sistema Solare ogni anno aumenta la sua velocità di 7 mm/s (o, se preferite, 0.025 km/h). 

Sono cambiamenti di velocità molto piccoli se rapportati alla velocità stimata del Sistema Solare nella sua orbita attorno al centro della Galassia, che si aggira intorno ai 220 km/s.

Eppure, da queste piccole accelerazioni potrebbe derivare un’altra conferma a sostegno dell’esistenza di materia oscura.

Vi lascio con un paio di riflessioni personali (scusate se mi dilungo).

Quello che raccogliamo da esperimenti e osservazioni, almeno in ambito fisico/astrofisico, sono numeri. Ma la bellezza della realtà che si cela dietro quei numeri, che non sono altro che il modo che abbiamo inventato (o scoperto) per descrivere l’Universo, è qualcosa di stupefacente, qualcosa che ti lascia senza parole.

Noi siamo solamente un puntino come tanti altri nell’insieme di stelle della figura. E la figura rappresenta solamente un sottoinsieme molto piccolo delle stelle nella nostra galassia. 

E la nostra galassia non è nient’altro che un puntino tra miliardi di altre galassie.

E il tutto si muove in un’incantevole danza cosmica.

Non è forse poesia l’Universo?

Postilla:

L’anno che abbiamo quasi terminato è stato un anno particolarmente difficile per tutti.

Per questo, ci tenevo a dedicare questo articolo a tutta la squadra (anzi, a tutti gli amici) di Bar Scienza.

Lavorare con persone che mettono così tanta passione, impegno e tempo in quello che fanno è stato per me uno stimolo a migliorare e  trovare nuove idee.

Le serate passate a discutere, pianificare, progettare e divertirsi (oh, sempre nel rispetto dei DPCM) hanno, in qualche modo, messo in secondo piano l’emergenza sanitaria che si sta vivendo.

Quindi, un grazie di cuore a tutto il team, e a tutti un augurio per un sereno 2021.

Fonti:


Andrea Marangoni

Laurea Magistrale in Fisica con una tesi sui dischi circumstellari presso l’Università degli Studi di Padova.

Appassionato di scienza fin da bambino, tifoso della Juventus, nel tempo libero mi piace dedicarmi all’attività fisica. 

“I’m just a mad man in a box”.

Lascia un commento

Chiudi il menu