Margherita Hack e l’enigma di Epsilon Aurigae
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Margherita Hack è stata una figura straordinaria nel campo dell’astronomia, una scienziata italiana che ha dedicato la sua vita a esplorare i misteri dell’universo. Prima donna a diventare ordinaria di Astronomia in un’università italiana, è stata membro di gruppi di ricerca internazionali, lavorando sia per l’Agenzia Spaziale Europea che per la NASA. Dal 1964 al 1987 ha anche diretto l’osservatorio astronomico di Trieste, dotandolo così di una notevole rilevanza all’interno della comunità scientifica stessa. È stata autrice di numerosi testi divulgativi ed è tutt’oggi fonte di ispirazione per le nuove generazioni di scienziati e scienziate.
In questo articolo ripercorriamo una delle sue più celebri scoperte: il mistero di Epsilon Aurigae, una stella binaria, situata nella costellazione di Auriga. Ciò che rende questa coppia di stelle così intrigante è il suo comportamento apparentemente irregolare. Il sistema è noto per il suo eclissare, ma a differenza di altri sistemi binari, la sua eclissi avviene con una periodicità di quasi 27 anni. La durata dell’eclissi è straordinariamente lunga, estendendosi per diversi anni. Questo fenomeno ha attirato l’attenzione degli astronomi di tutto il mondo, tra cui Margherita Hack.
SISTEMI BINARI DI STELLE
I sistemi binari di stelle sono formati da due stelle legate gravitazionalmente, che orbitano attorno a un punto centrale comune. Questa interazione crea un equilibrio dinamico, dove le forze gravitazionali tra le due stelle le tengono insieme in un moto perpetuo. Ci sono sistemi binari stretti, in cui le due stelle sono molto vicine l’una all’altra, talvolta tanto da condividere il loro materiale stellare. Dall’altro lato dello spettro, ci sono i sistemi binari più ampi, dove le stelle sono più distanti e interagiscono principalmente tramite la loro forza gravitazionale.
Una binaria ad eclisse presenta un piano orbitale allineato con la linea di vista dell’osservatore, così che le stelle mostrano eclissi reciproche. In particolare, durante il loro moto orbitale, le due stelle si alternano nell’oscurare reciprocamente la loro luminosità combinata quando viste da un osservatore esterno (si parla di stelle variabili). Analizzando le variazioni di luminosità e altre caratteristiche del sistema, gli astronomi possono calcolare con grande precisione la distanza delle stelle binarie ad eclisse.
CARATTERISTICHE DI EPSILON AURIGAE
A differenza delle altre stelle di questa categoria, il suo periodo è insolitamente lungo, ammontando a circa 27 anni, rendendolo di gran lunga il più lungo periodo conosciuto per una variabile del tipo Algol, cioè una binaria ad eclisse. Nel corso degli anni, sono state avanzate diverse teorie per spiegare questo fenomeno. Una di queste proponeva che la stella secondaria oscura fosse caratterizzata da dimensioni notevoli, ma con una bassa densità, rendendola quindi semitrasparente. Un’altra teoria suggeriva che la compagna potesse essere un buco nero. Tuttavia, entrambe queste ipotesi non sono più accettate dalla comunità scientifica.
Attualmente, si identificano due modelli per spiegare le caratteristiche osservate, comunemente noti come “di massa elevata” e “di massa ridotta”. Nel contesto del modello “di massa ridotta”, la componente principale del sistema è una stella con una massa stimata tra 2 e 4 volte quella del Sole. Tuttavia, questa prospettiva si basa su stime di distanza e luminosità che risultano inferiori rispetto alla maggior parte delle osservazioni. Probabilmente, la componente principale del sistema è una gigante le cui stime sul diametro suggeriscono che sia una stella gigantesca con dimensioni comprese tra 140 e 360 volte il diametro del Sole.
LA SOLUZIONE E LE OSSERVAZIONI PIU’ RECENTI
La componente secondaria del sistema contribuisce a una quantità di luce relativamente trascurabile rispetto alla luce totale emessa. Gli studi spettroscopici hanno rivelato che questa componente emette una radiazione a bassa temperatura, circa 550 K. Questa caratteristica portò Margherita Hack a suggerire che la secondaria potrebbe essere una stella calda circondata da un disco polveroso, che ostacola la maggior parte della luce che lo attraversa.
L’intuizione della Hack avvenne durante la campagna osservativa dell’eclissi del 1955-1957 e venne confermata dalle rivelazioni del satellite IUE (International Ultraviolet Explorer) che identificò, attraverso emissioni ultraviolette, la presenza di una stella calda nel sistema binario.
A dimostrazione dell’eredità scientifica di Margherita Hack, negli anni l’interesse verso questo oggetto astronomico non è diminuito: in occasione dell’eclissi del 2009-2011, è stato finanziato un progetto scientifico che ha studiato Espilon Aurigae con l’interferometro ottico CHARA Array.
I quattro telescopi del CHARA Array della Georgia State University hanno combinato la luce raccolta per ottenere immagini dalla risoluzione straordinaria, equivalente a quella di un singolo telescopio con uno specchio molto più grande.
Questa osservazione ha rivelato la presenza di un disco di polveri con un diametro di 3.8 unità astronomiche (1 unità astronomica corrisponde alla distanza Terra-Sole). I risultati hanno portato alla conclusione che la stella al centro di questo disco è una stella blu di tipo spettrale B, con una massa di 3.85 volte quella del Sole.
“E’ così bello fissare il cielo e accorgersi di come non sia altro che un vero e proprio immenso laboratorio di fisica che si srotola sulle nostre teste”.
Margherita Hack
Diplomato al liceo classico, laureato in fisica a Trieste. Mi sono specializzato in astroparticelle alla Sapienza di Roma. Attualmente vivo a Bologna, dove ho iniziato il dottorato. I miei interessi spaziano l’arte, il cinema, la letteratura e la scrittura. Sono appassionato di divulgazione scientifica e credo nella sua capacità di insegnare ed emozionare. Ritengo infatti che ragione e passione siano indissolubilmente collegate, in quanto la scienza ci fornisce la chiave di lettura del reale, ma, come diceva Platone, non si può aprire la mente se prima non si apre il cuore.
