Apr 18

Una parallasse istantanea *

Questo articolo è stato inserito nella pagina d'archivio dedicata alla Parallasse, in Astronomia Classica

New Horizons non solo ci ha fatto scoprire le straordinarie caratteristiche dei corpi del Sistema Solare più lontani da noi, ma tra pochi giorni eseguirà un'operazione veramente chirurgica, permettendo di misurare la distanza di due stelle vicine con una precisione incredibile.

Immaginiamo di voler misurare la distanza di una stella vicina. Per vicina si intende una stella che potrebbe accorgersi (e misurare) lo spostamento della Terra rispetto al Sole durante un anno terrestre, ossia durante una rivoluzione completa della Terra attorno al Sole. Non potendo andare su quella stella (altrimenti potremmo misurare la distanza con un ... contachilometri), dobbiamo accontentarci di fare tutto dal nostro pianeta. In che modo?

Beh... con un metodo ben conosciuto da tutti, ma che mi piace ricordare in questa occasione così eccezionale. Oggi osservo la stella S, con l'aiuto della Fig. 1.

Figura 1

Ovviamente ciò che riesco a vedere è la stella S proiettata sullo sfondo delle stelle "fisse", ossia quelle stelle così lontane che non riuscirebbero assolutamente a notare il nostro moto attorno al Sole. La posizione rispetto a due stelline lontane lontane è quella segnata in S1 (blu). Poi, non mi resta che aspettare sei mesi, in modo che la Terra sia andata esattamente dalla parte opposta rispetto al Sole. Adesso, osservo di nuovo la stella S, ma, essendomi spostato, non la vedo più nella posizione S1, bensì nella posizione S2 (rossa). Aspettando altri sei mesi tornerei nella posizione di un anno prima e tornerei a vedere la stella in S1 e via dicendo... 

Senza grandi problemi (se la stella è vicina), posso calcolare l'angolo tra la direzione Terra-S1 e Terra-S2 e, conoscendo la distanza della Terra dal Sole, ricavarmi la distanza della stella da noi (basta un minimo di trigonometria spiccia).

Nella parte bassa della figura c'è quello che vedrei sulla mia lastra fotografica  o sul mio CCD, con gli spostamenti relativi, da cui, misurando le distanze con le stelline di sfondo (che non si sono mosse),  otterrei proprio la distanza angolare sulla sfera celeste. In realtà, se osservassi anche durante i sei mesi di andata e i sei di ritorno, vedrei che la stella ha compiuto proprio una piccola ellisse, corrispondente a quella che gli alieni vedrebbero compiere al nostro pianeta dalla stella sotto analisi.

Magnifico! Sì, però c'è un problema piuttosto grande. Le stelle non stanno ferme e si muovono per i fatti loro rispetto al Sole, un po' perché la velocità di rivoluzione attorno al centro della galassia dipende dalla loro distanza (Keplero insegna), un po' perché ogni stella ha una certa libertà di passeggiare, in una direzione del tutto personale, in pieno libero arbitrio.

Cosa succede, allora, durante i sei mesi in cui io aspetto di fare la seconda osservazione? Lo vediamo in Fig. 2.

Figura 2

La stella si è mossa verso destra a causa del suo moto proprio. Mentre il moto dovuto al mio movimento è solo apparente, questo movimento è "proprio" della stella e se la stella è vicina è facilmente grande, dello stesso ordine (magari anche più grande) di quello apparente. Cosa succede, allora, quando arrivo nella posizione rossa? Non vedo più la stella in S2', ma la vedo in S2 (rossa), decisamente più vicina alla posizione S1 di sei mesi prima.

Potrei concludere che l'angolo di parallasse è decisamente più piccolo e che quindi la stella è molto più lontana di quanto pensassi... Tuttavia, basta aspettare altri sei mesi, in cui la stella S si è spostata ancora più a destra a causa del suo moto proprio, e avrei la sorpresa di vederla in una posizione ben diversa dalla precedente S1. La vedrei, infatti, in S3.

Nella parte bassa della figura è riportato questo movimento più complicato in cui la stella sembra fare un percorso simile a quello che vediamo fare ai pianeti durante l'anno (in fondo è la stessa cosa). Capendo cosa sta succedendo, riesco comunque a sbrogliare la matassa e, dopo un po' di anni di osservazione, a separare il moto apparente della stella (quello che mi regala la sua distanza) da quello vero e proprio della sua passeggiata in piena libertà. Ovviamente, ne consegue che la precisione della misura viene un po' deteriorata da questo calcolo aggiuntivo.

Quale sarebbe la soluzione migliore? Riuscire a fare la misura di parallasse in un unico istante. E come si potrebbe? Facile, lasciare un amico nello Spazio nella posizione della Terra blu e quando io sono giunto con la Terra nella posizione rossa dare il via alle misure. La sovrapposizione delle nostre due fotografie ci darebbe una parallasse istantanea, assolutamente non influenzata dal movimento proprio della stella.

Purtroppo, ho cercato in lungo e in largo, tra astronomi, astronomi dilettanti e astrofili da fotografia, ma non ho trovato nessuno che mi volesse dare una mano (gli avrei fornito casco, ossigeno, tuta e anche qualche panino per superare i sei mesi di attesa e quelli successivi, necessari per rientrare sulla Terra).

Ma, aspettate... aspettate. Un amico c'è ed è disposto a fare molto di più (ne abbiamo già parlato QUI). Egli infatti non si trova a soli 150 milioni di chilometri dal Sole, ma molto, molto più lontano, in una posizione che vedrebbe ingrandirsi di molto l'ellisse apparente eseguita dalla stella. Due piccioni con una fava: un angolo da misurare più grande e la possibilità di compiere la misura nello stesso istante (lui si trova già nello spazio profondo e non ha nemmeno bisogno di panini e di tuta).

Il suo nome? Beh... lo conosciamo tutti: New Horizons che sta godendosela, con tutti gli strumenti di bordo funzionanti, alla bellezza di oltre 7 miliardi di chilometri da noi... altro che 150 milioni.

Bene, tutto è stato preparato e il 22 e il 23 aprile New Horizons punterà i suoi occhi su Proxima Centauri e su Wolf 359. Nello stesso istante tutti i telescopi (e più ce ne sono e meglio è) faranno lo stesso da Terra in modo da ottenere una misura praticamente perfetta. Il gruppo di New Horizons ha invitato tutti gli astronomi dilettanti ad aiutarlo in questa impresa eccezionale e sono sicuro che ce ne saranno moltissimi in giro per il mondo. Chissà se anche qui da noi, qualcuno, munito di tecnologia da missione spaziale, si degnerà di smettere per un attimo di osservare la solita Luna o quella galassia che "lui solo" riesce a vedere con il suo strumento da migliaia di euro, e parteciperà all'operazione? 

La Fig. 3 illustra le eccezionali condizioni sotto cui si svolgerà l'operazione che porterà a una distanza stellare mai ottenuta con tale precisione e collaborazione!

Figura 3. Fonte: Brian May

 

NEWS sel 12/6/2020: Ecco le immagini in 3D di Proxima Centauri e Wolf 359!

 

QUI tutti gli articoli sulla missione New Horizons

3 commenti

  1. leandro

    Una domanda semplice: per fare la triangolazione abbiamo bisogno della distanza esatta tra noi e NewHorizon , nonché dell'angolo sotteso da NH terra-stella. Come si può ottenere questa grande precisione ?

  2. Caro Leandro,

    Per quanto riguarda la distanza di New Horizons, da quanto so può essere stabilita praticamente al metro. Per l'angolo nessun problema, dato che confrontando le immagini di NH e di quelle terrestri si può calcolare con estrema precisione misurando la posizione della stella in esame rispetto a un certo numero di stelle fisse. In questo caso fisse davvero (si può sempre sceglierle tra quelle che hanno mantenuto la stessa posizione relativa nelle due immagini).

  3. Mario Fiori

    E' fantastico , e noi stiamo a disquisire di quisquiglie e pinzellacchere quando possiamo usare questa eccelsa ecnica per un'attività così affascinante.

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