05 - Lira (scienza)

LIRA

Lyra, Lyrae

Lyr

La costellazione della Lira e la sua rappresentazione mitologica.
Immagine: www.stellarium.org

Vega, la stella Alpha della Lira e la terza più luminosa dell’emisfero boreale, è la prima della costellazione a levarsi nell’anno. Sorge poco prima del Sole all'inizio di novembre, seguita tre settimane dopo da Gamma Lyrae, l’ultima a emergere dall’orizzonte est e a rendere così completa la costellazione; da quel momento la Lira anticipa progressivamente la sua alba alle ore notturne e nel mese di agosto transita sul meridiano prima della mezzanotte, come riportato in tabella, dove la stella che divide grossomodo a metà la costellazione è Beta Lyrae. Aggiungiamo però anche i dati di Vega che, grazie al suo elevato splendore, è l’astro con cui riconosciamo il gruppo di stelle

Transito o culminazione	1 AGO	15 AGO	31 AGO	Altezza sull'orizzonte	m
Vega (Alpha Lyr)	23.09	22.13	21.11	+84°	0,00
Beta Lyr	23.21	22.26	21.23	+73°	3,50

La Lira impiega dunque solo tre settimane a levarsi per via delle modeste dimensioni che la caratterizzano. Sono 286 i gradi quadrati di cielo che occupa risultando così la 52ma costellazione per estensione fra le 88 complessive.
E’ una costellazione dalle alte declinazioni e per questo la si vede tutte le notti dell’anno anche se non per tutta la notte. Per individuarla, il modo più semplice è quello di identificare il Triangolo Estivo, un asterismo formato dalla stella principale del Cigno, Deneb, da quella principale dell’Aquila, Altair, e dalla Alpha della Lira, Vega appunto.

Il Triangolo Estivo, l’asterismo formato dalle stelle più brillanti delle costellazioni del Cigno, dell’Aquila e della Lira, ovvero Deneb, Altair e Vega.
Immagine: www.stellarium.org

Le stelle principali della Lira sono solo cinque e si dispongono a parallelogramma con Vega che se ne stacca appena come in una sorta di timone. Nonostante la semplicità della figura, le stelle del parallelogramma non spiccano per luminosità. In ordine decrescente di splendore sono Gamma Lyr di magnitudine 3,25 al vertice sud-orientale, Beta Lyr di magnitudine 3,50 a quello sud-occidentale, Delta 2 Lyr con 4,20 magnitudini al vertice nord-orientale e infine Zeta 1 Lyr di magnitudine 4,30 all’angolo nord-occidentale.
Vega ha magnitudine apparente 0,00 e proprio questa particolarità indusse gli astronomi della seconda metà dell’Ottocento a prenderla come riferimento per il sistema delle magnitudini che in quegli anni – nel 1856 per la precisione – fu definito per la prima volta in modo rigoroso dall’inglese Norman Pogson (1829-1891). In origine infatti, le magnitudini andavano da 1 a 6. Fu l’astronomo greco Ipparco che nel II secolo a.C. assegnò la cosiddetta classe di luminosità alle stelle: le più brillanti erano di prima classe mentre le ultime che l’occhio poteva scorgere, erano di sesta classe.
Quando Galileo inventò il telescopio nel 1609, o per meglio dire ebbe l’intuizione geniale di puntarlo verso il cielo stellato, nuove stelle si accesero sul manto della notte e lo scienziato pisano le classificò come di settima magnitudine.
Fu solo nel 1856 che Pogson espresse questa grandezza in modo più scientifico definendola in termini di flusso di radiazione della stella e, mantenendo la corrispondenza di Ipparco in cui una stella di sesta magnitudine è 100 volte più spenta di una di prima, trovò che la magnitudine apparente di Vega era molto vicina allo zero; per questo la stella divenne il punto di riferimento del sistema di magnitudini.
Col tempo però la scala venne estesa anche a sorgenti più luminose come Sirio o il Sole e si aggiunsero in questo modo valori negativi di magnitudine, così che oggi questa grandezza assume fino a 56 valori, da -26 per il Sole a +30 per le deboli sorgenti luminose fotografate dal Telescopio Spaziale Hubble.
La differenza in termini di luminosità fra una magnitudine e la successiva segue una legge logaritmica e questo è il motivo per cui cinque magnitudini di differenza corrispondono a un fattore cento di differenza in luminosità. Si tratta di una legge empirica cui obbedisce il nostro occhio e fu Pogson a formularla.
A causa della precessione degli equinozi Vega fu e sarà stella polare. Lo è già stata nel lontanissimo 12.000 a.C. e tornerà a esserlo nell'altrettanto lontanissimo 14.000 d.C. Con Vega il cielo avrà un Polo Nord Celeste marcato come nessun altra stella candidata a polare potrà, seppure quella che più si avvicina al punto dove è diretto l’asse terrestre rimane la nostra attuale Stella Polare, Alpha Ursae Minoris.

A causa della precessione degli equinozi, nel 14.000 d.C. Vega sarà stella polare.
Immagine: www.stellarium.org

Vega dista dalla Terra 25 anni luce ed è quindi una stella relativamente vicina e per questo avvantaggiata in quanto a splendore. Ma è anche una stella intrinsecamente luminosa perché si tratta di una Nana, come il Sole, ma molto più calda con 9.600°K contro i circa 6.000°K del Sole. E’ infatti di colore bianco-azzurro e, nonostante sia molto più giovane con 400 milioni di anni contro i 5 miliardi della nostra stella, è destinata a vivere solo altri 600 milioni di anni; per via della grande massa infatti, è necessaria più energia luminosa per compensare la gravità esercitata e perciò la stella brucia più in fretta la riserva di idrogeno che la tiene accesa per la maggior parte della sua esistenza. La vita di Vega durerà in pratica 1/10 di quella del Sole.
Ma entrambi gli astri condivideranno la stessa sorte, ovvero diverranno Giganti Rosse e poi Nane Bianche, con uno stadio intermedio in cui saranno Nebulose Planetarie, di cui proprio nella Lira vi è l’esempio più famoso.
E’ M57, uno dei due oggetti di Messier presenti nella costellazione, conosciuto anche come la Nebulosa Anello.

M57, la Nebulosa ad Anello, nella costellazione della Lira.
Immagine: 1998 Hubble Space Telescope, http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1999/01/image/a/

In questo stadio evolutivo, la stella collassa su sé stessa perché i fotoni sprigionati dal suo nucleo – la regione più calda e dunque più energetica – non sono più in grado di contrastare la gravità. Il risultato è una stella con una massa dell’ordine di grandezza di quella del Sole, compattata in un volume però pari a quello della Terra, cioè di un pianeta. In pratica siamo dinanzi a una stella minuscola ma dalla gravità mostruosa. E’ ciò che chiamiamo Nana Bianca. Guardando invece dalla parte opposta del nucleo, ovvero verso la superficie della stella, osserviamo che l’atmosfera in cui era avvolta e che risulta estremamente dilatata, essendo quella della precedente fase di Gigante Rossa, si espande liberamente nello spazio, perché la gravità è tutta concentrata sulla Nana Bianca. Ciò che ci si presenta davanti agli occhi, è allora una sorta di ciambella luminosa con al centro un piccolo punto di luce. E’ la cosiddetta Nebulosa Planetaria, nome inventato nel 1785 dall’astronomo William Herschel che quattro anni prima scoprì il pianeta Urano, il quale con le nebulose planetarie aveva in comune il colore azzurro. Influenzato da questo legame puramente estetico, chiamò con questo appellativo le immagini circolari diffuse, fino ad allora classificate semplicemente come nebulose.
M57 è una Nebulosa Planetaria a 2.300 anni luce da noi ed è di magnitudine 9,00. Si trova a metà strada fra Gamma e Beta Lyrae. Di essa sappiamo che la Nana Bianca al centro è una stella di 1,2 masse solari concentrate nel piccolissimo volume terrestre, mentre l’anello ha un diametro di 2,4 anni luce e si sta espandendo a 20-30 km/s, da cui si ricava un’età per la Nebulosa Planetaria fra i 6.000 e gli 8.000 anni. Nel tempo l’anello si dissolverà completamente nello spazio e rimarrà solo la Nana Bianca che vivrà più a lungo dell’attuale età dell’Universo. Alla fine anch’essa si spegnerà e si trasformerà in una Nana Nera, una stella non più visibile e finora inesistente, perché nessuna stella lo è ancora diventata.
Restando nel catalogo di Messier, il secondo oggetto fra i confini della Lira è M56, un ammasso globulare alla periferia sud-est della costellazione. Si trova grossomodo lungo la congiungente Beta-Gamma Lyr come M57. A 32.900 anni luce da noi, la sua magnitudine è di 8,30, mentre il suo diametro è di circa 85 anni luce. Fu scoperto proprio da Charles Messier nel 1779.

L’ammasso globulare M56 nella costellazione della Lira.
Immagine: 2008 NASA, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Messier_56_Hubble_WikiSky.jpg

Partendo da sud al momento del transito e andando in senso orario, le costellazioni che circondano la Lira sono la Volpetta, il Cigno, il Drago ed Ercole.

Le costellazioni confinanti con la Lira: Volpetta, Cigno, Drago ed Ercole.
Immagine: www.stellarium.org

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