LA RISPOSTA BREVE
Le stelle, così lontane, appaiono come punti luminosi. Prima di arrivare ai nostri occhi, la loro luce attraversa masse d’aria in movimento che ne cambiano leggermente direzione e intensità: per questo sembra tremolare. I pianeti hanno un piccolo disco apparente; le variazioni provenienti dalle sue diverse zone tendono a compensarsi.
Partiamo dalle basi
La luce attraversa un’atmosfera in movimento
Di solito una stella non aumenta e diminuisce davvero la propria luminosità molte volte al secondo. Il tremolio che vediamo da terra nasce soprattutto nell’atmosfera terrestre. La luce incontra strati e sacche d’aria con temperatura e densità leggermente diverse, continuamente spostate dalla turbolenza.
Quando la luce passa fra regioni con proprietà differenti, la sua direzione cambia un poco: è la rifrazione. Poiché le condizioni dell’aria variano di momento in momento, cambia anche il percorso seguito dai raggi. Ai nostri occhi la posizione apparente e la quantità di luce proveniente dal piccolo punto stellare oscillano rapidamente. Questo fenomeno è chiamato scintillazione.
Fonti: [1][2]Perché la distanza della stella è importante
Le stelle sono enormi, ma sono anche così lontane che a occhio nudo appaiono praticamente puntiformi. La turbolenza può quindi alterare in modo evidente la luce che ci arriva da quel singolo punto apparente.
Un pianeta del Sistema solare, pur sembrando un punto senza strumenti, forma invece nel cielo un minuscolo disco. La sua luce raggiunge l’osservatore lungo molti percorsi vicini, attraversando zone atmosferiche leggermente diverse. Alcune variazioni si compensano: mentre una parte sembra più luminosa, un’altra può sembrare meno luminosa. Il risultato complessivo è in genere più stabile.
Fonti: [1]Perché le stelle basse sull’orizzonte tremolano di più
Quando una stella è alta nel cielo, la sua luce compie un tragitto relativamente più breve nell’atmosfera. Vicino all’orizzonte deve invece attraversare una quantità maggiore d’aria prima di raggiungerci. Crescono così le occasioni in cui turbolenza e differenze di densità deviano i raggi.
Per questo una stella bassa può scintillare in modo molto evidente e sembrare passare rapidamente dal rosso al blu o al bianco. Non significa che la stella stia cambiando colore a quella velocità: l’atmosfera devia in maniera leggermente diversa le diverse lunghezze d’onda della luce. Anche un pianeta può tremolare in condizioni sfavorevoli, soprattutto vicino all’orizzonte; la differenza fra stelle e pianeti non è una regola assoluta.
Fonti: [2][3]Un effetto piacevole per noi, scomodo per i telescopi
La stessa turbolenza che rende suggestivo il cielo notturno sfoca le immagini ottenute dai telescopi a terra. In astronomia la qualità legata alla stabilità atmosferica viene indicata con il termine inglese seeing: quando il seeing è cattivo, i dettagli più fini diventano difficili da distinguere.
Gli osservatori moderni possono usare l’ottica adattiva. Il sistema misura rapidamente la deformazione prodotta dall’atmosfera, talvolta creando stelle artificiali con laser, e comanda uno specchio deformabile per compensarla. I telescopi spaziali evitano direttamente questa parte del problema, perché osservano al di sopra dell’atmosfera terrestre.
Fonti: [4]PER APPROFONDIRE
Un passo più in là
La scintillazione permette di riconoscere un pianeta?
Può offrire un indizio, non una prova. Una luce molto brillante e stabile può essere un pianeta, mentre una luce che scintilla intensamente è spesso una stella. Ma altezza sull’orizzonte, turbolenza e capacità dell’occhio modificano ciò che percepiamo. Per identificare con sicurezza un oggetto occorrono anche posizione, ora di osservazione e una carta del cielo aggiornata.
Fonti: [1][2]Tre cose da portare con sé
- La scintillazione nasce soprattutto dalla turbolenza dell’atmosfera terrestre, non da rapidi cambiamenti della stella.
- Le stelle appaiono puntiformi; nei pianeti il piccolo disco fa compensare molte delle variazioni atmosferiche.
- Vicino all’orizzonte la luce attraversa più atmosfera, quindi stelle e talvolta pianeti possono tremolare maggiormente.
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Le fonti, a portata di clic
Materiali consultati per questo articolo. Le fonti possono essere in inglese.
- 1NASA Goddard Space Flight CenterWhy do the stars appear to twinkle while the planets don't?
Spiega la turbolenza atmosferica, l’aspetto puntiforme delle stelle e la compensazione della luce proveniente dal disco dei pianeti.
- 2NASA HEASARCWhy do stars twinkle?
Descrive la deviazione della luce stellare nell’aria in movimento e la maggiore scintillazione vicino all’orizzonte.
- 3UCAR Center for Science EducationMeasuring Density by Bending Light
Collega temperatura, densità e indice di rifrazione dell’aria alle variazioni del percorso della luce.
- 4European Southern ObservatoryAdaptive Optics
Spiega come la turbolenza sfoca le immagini astronomiche e come l’ottica adattiva ne corregge gli effetti.
Testo realizzato con assistenza dell’intelligenza artificiale. Come lavoriamo