Categorie: Stelle
Tags: campo magnetico Giotto Kepler rotazione schiacciamento polare sfera perfetta
Scritto da: Vincenzo Zappalà
Commenti:13
Anche le stelle vogliono imitare Giotto (o viceversa?) **
Questo articolo è inserito nella pagina d'archivio "Record stellari"
Conosciamo tutti la leggenda che riguarda Giotto e la suo “O”. Oggi siamo capaci tutti di disegnare, attraverso la tecnologia, un cerchio perfetto, una forma geometrica essenzialmente teorica. Esiste, infatti, in Natura qualcosa che sia veramente circolare o -meglio ancora- sferica? Bene, sembra che la Natura si sia data da fare e stia per raggiungere Giotto.
Recentemente abbiamo parlato di spazio “curvo” (QUI e QUI) e stiamo entrando anche nello spaziotempo “curvo” (QUI e QUI). Tuttavia, in questo articolo ci limitiamo alle forme euclidee e immaginiamo una sfera perfettamente definita nelle tre dimensioni (come quelle trattate nelle lezioni di geometria sferica)
In realtà, la sfera dovrebbe essere la forma ideale per raggiungere una situazione di minima energia. D’altra parte, qualsiasi massa mettiamo insieme, la forza di gravità tende a farle assumere la forma sferica. Soprattutto, se le dimensioni sono enormi e le forze che legano tra loro le molecole (capaci di creare forme del tutto bizzarre) sono allegramente superate dalla gravità. Sembrerebbe, quindi, ovvio che la sfera sia qualcosa che la Natura sa far meglio di Giotto.
In realtà, non è così. Tutte le sfere naturali di grandi dimensioni (e non costruite artificialmente dall’uomo) ruotano attorno ad un asse. Il che comporta che la forza centrifuga non sia uguale, vicino ai poli e nei pressi dell’equatore e la sfera perfetta si deforma in un ellissoide a due assi (a volte anche a tre), ossia nella classica forma di sfera schiacciata ai poli, come la nostra stessa Terra. (per saperne di più, potete andare alla fine di questo articolo).
Anche il Sole, l’immagine più conosciuta di un cerchio disegnato nel cielo, deve cedere alla bravura di Giotto. La differenza tra raggio equatoriale e raggio polare è decisamente insopportabile anche per un papa come Bonifacio VIII (colui che, vedendo la perfezione di Giotto, lo volle avere come ritrattista personale). Il Sole, purtroppo, su circa 700 000 km di raggio presenta una differenza di ben 10 km. Poco rispetto alla Terra (21 km), ma sempre troppo per poter competere con Giotto.
Bisognerebbe poter osservare altre stelle (i candidati migliori per arrivare fino alla corte di Bonifacio VIII), ma non è facile essere precisi, data la distanza eccessiva degli astri. Si possono, però, usare metodi indiretti, utilizzando l’enorme quantità di dati recuperati dal solito “vecchio” Kepler (il telescopio, ovviamente).
Tra le tante, ha osservato una stella (Kepler 11145123) per ben 4 anni, individuando una sua pulsazione di estrema regolarità, quasi come il battito di un cuore, osservata attraverso aumenti e diminuzioni della luce. Analizzando questi segnali è stato possibile controllare cosa succedeva a varie latitudini stellari e poter concludere che praticamente niente cambiava tra equatore e poli. In poche parole, la differenza di raggio equatoriale polare è di soli 3 km. Se pensiamo che la stella in questione ha un raggio di 1.5 milioni di chilometri, la differenza la fa l’oggetto naturale più rotondo mai osservato nel Cosmo.
Sì, Giotto sta tremando… ed è meglio che si eserciti parecchio, dato che di stelle con queste oscillazioni luminose di grande precisione, Kepler ne ha tante nel cassetto che potrebbero superare il recente record.
In realtà, la nostra stella è aiutata da una rotazione molto lenta (il suo periodo è di 100 giorni contro i 27 del Sole), ma la piccolissima differenza riscontrata non può essere spiegata solo dalla sua lentezza. Probabilmente c’è di mezzo un debole campo magnetico asimmetrico. Insomma, per battere Giotto ci vogliono future osservazioni che potranno dare, contemporaneamente, molte informazioni sui campi magnetici stellari.
Arte e Scienza vanno sempre a braccetto… vi sembra strano? Chiedete a Ciccio e Astericcio!
Articolo originale QUI
13 commenti
Forse mi pentirò per la banalità della domanda che spero sia accolta con paziente benevolenza: perchè tutte le sfere naturali di grandi dimensioni ruotano attorno ad un asse?
caro Alberto,
le domande non sono mai banali... a volte lo sono le risposte.
Per come si originano le stelle e i pianeti, essi subiscono continui scontri con la materia che si accresce ed è impossibile che non si inneschi un movimento di rotazione attorno un asse... Quindi tutto ciò che si addensa nell'universo è costretto a ruotare.
Mi raccomando, non avere MAI paura a chiedere! Chi chiede lo fa perché ha voglia di capire e questo è un gran pregio, oggi come ieri, come sempre...
Ringrazio vivamente per la precisa ed esauriente risposta.
E' forse questa la spiegazione del perchè si formano gli anelli di Saturno o i dischi di accrescimento dei buchi neri su di un piano?
Ma forse sono troppo impulsivo a dare questa possibile interpretazione?...
Dici bene Alberto,
la rotazione agisce appiattendo la materia che orbita attorno... magari si può scrivere qualcosa di più , appeno ho un po' di tempo. Grazie dell'idea...
Grazie, molto gentile (mi hai fatto molto piacere).
Mi sono sempre chiesto del perchè del disco di accrescimento attorno ai buchi neri... .
Pensa un pò!
Ciao Alberto, se non lo hai ancora fatto, visto il tuo interesse per i dischi di accrescimento, ti suggerisco di leggere questo articolo
Grazie Daniela, mi ero perso l'articolo.
Volevo chiarire che non capivo perchè il disco di accrescimento doveva essere un "disco", appunto, secondo un definito "piano" e non altri, tra i possibili
Grazie ancora!
caro Alberto,
nel frattempo ti dico "rozzamente" quello che accade. Il gas, all'inizio circonda tutta la stella in formazione. Essa continua ad attirare gas verso di lei, ma quello più lontano dall'asse di rotazione deve conservare il suo momento angolare quindi tende a orbitare a distanze maggiori. In parole povere, succede qualcosa come l'acqua di un secchio che viene fatto ruotare: l'acqua tende ad andare verso i bordi del secchio. Se ribaltiamo la figura, avremmo una superficie parabolica sia da un lato che dall'altro del piano perpendicolare all'asse di rotazione. Nel caso del secchio gioca la forza di gravità verso il basso. In questo caso la gravità è diretta in modo simmetrico verso il centro della stella. La conclusione è però simile...Poi si innescano fenomeni di espulsione di massa a causa dei getti stellari e la struttura tende a perdere gas e ad appiattirsi sempre di più.
Prendila solo come una visione semplicistica...
Intanto... la prendo come visione semplificata, ma non semplicistica :).
E' molto chiaro, spero un giorno compaia qualche approfondimento, grazie.
Arrivederci
In attesa di un eventuale approfondimento, caro Alberto, puoi prendere confidenza con i dischi di accrescimento grazie a tutti questi articoli che trattano l'argomento in modo più o meno diretto.
Buona lettura!
Cara Daniela, alcuni degli articoli li ho letti , altri no, altri sento l'esigenza di rileggerli e ti ringrazio per la cortesia.
Per me che. solo estemporaneamente, mi sono chiesto: "perchè tutto gira?", questa semplice spiegazione di Enzo mi ha dato una più completa visione d'insieme.
Così pensando ad altri riferimenti, come appunto i dischi di accrescimento, ho pensato che le cose fossero collegate.
"E' solo un piccolo passo per l'uomo, ma..."
Saluti!
Grazie a te, Alberto, buona giornata!
Tutto gira caro Enzo, sempre gira, cerchi sfere o comunque ellissi, sempre "tondi" sono e chissà perchè...adesso entro troppo nella Filosofia li sò ma mi è presa così davanti all'incredibile Universo.