Insegnare l'astronomia

Stella comanda color

Impariamo i colori delle stelle giocando a una variante di "Strega comanda color", per apprezzare ancora meglio la bellezza di un universo colorato

Stella comanda color color… blu! grida sorridente Margherita.
Rigel! dice Edoardo.
Menkib! gli fa eco dall’altra parte del cortile Sofia.
Eta carinae!” risponde fiero Andrea.

Avete mai giocato a “Strega Comanda Color“? Un divertente passatempo con cui molti bambini trascorrono spesso la ricreazione. Lo stesso gioco può essere fatto parlando di stelle e di corpi celesti poiché l’Universo in cui viviamo è davvero variopinto: Marte è rosso, Nettuno è azzurro, alcune stelle risplendono di giallo oro, come il nostro Sole in prossimità del tramonto, o sono rosse come Antares e Betelgeuse.
Questa varietà di colori è dovuta a diversi fattori e fenomeni chimico-fisici, la cui comprensione aiuta gli astronomi a dedurre molte informazioni riguardo ad esempio la composizione o la temperatura degli oggetti che popolano il cielo.
Iniziamo col dire che gli oggetti celesti si dividono in due grandi categorie: quelli che riflettono la luce che li investe, e quelli che emettono essi stessi luce.
Alla prima categoria appartengono certamente i pianeti, che non brillano di luce propria, ma riflettono quella del Sole. I pianeti mostrano una discreta varietà di colori, distinguibile già a occhio nudo. Le immagini fornite dai telescopi e, ancor di più, dalle sonde passate nelle loro vicinanze o addirittura atterrate sulla loro superficie, hanno contribuito a far apprezzare meglio le tante sfumature che li caratterizzano.
A tutti è noto che Marte possiede un tipico colore rosso, dovuto alla presenza di ossido di ferro sulla sua superficie, simile alla ruggine che si vede su certe vecchie ringhiere. Altri pianeti, come Giove e Saturno hanno dei colori dovuti alla diversa composizione delle nuvole che li avvolgono. La colorazione di questi corpi celesti è quindi determinata dalla composizione chimica di ciò che si trova sulla loro superficie.
La Terra osservata dallo spazio mostra invece una bellissima colorazione azzurra, dovuta sia al fatto che due terzi della sua superficie è ricoperta dagli oceani, sia al fatto che l’atmosfera diffonde le lunghezze d’onda corrispondenti a questo colore più di quanto non faccia con le altre.
Per averne certezza, si è dovuto attendere il 12 aprile 1961: Jurij Gagarin, con grande coraggio a bordo della navicella spaziale Vostok 1, osservando dall’alto il nostro pianeta per primo al mondo, esclamò:

La Terra è blu… che meraviglia. Ed è bellissima.

Da allora la Terra fu battezzata il pianeta azzurro.

La Terra vista dalla Stazione Spaziale Internazionale – via International Space Station

Come oggetti celesti che emettono luce propria vi sono ovviamente le stelle e le nebulose. In questi casi, i meccanismi che generano la luce sono di diverso tipo: tutto ciò si ripercuote anche nelle loro diverse colorazioni.
Nel caso delle stelle, siamo in presenza di corpi dall’elevata temperatura superficiale. Anche se le regioni più esterne di una stella sono molto più fredde, si fa per dire, del nucleo (il Sole ad esempio ha una temperatura superficiale di circa 5.700°, ma il centro raggiunge i 13 milioni di gradi), esse sono sufficientemente calde da permettere al gas situato in superficie di risplendere come un corpo incandescente. Il colore è determinato dalla temperatura della stella: man mano che questa cresce, il colore passa dal rosso, al giallo, al bianco, fino all’azzurro per le stelle con le temperature superficiali più elevate, che possono superare i 40 mila gradi.
Altri oggetti luminosi che popolano il cielo sono le cosiddette nebulose a emissione, oggetti dai contorni poco definiti, che corrispondono a enormi distese di gas estremamente rarefatto, dalle colorazioni variegate e dalle forme più fantasiose.

Nebulosa a emissione NGC 2174 fotografata dal telescopio spaziale Hubble – via commons

Qual è il meccanismo che permette a questi oggetti di brillare? Per capire questo processo, che si chiama ionizzazione, bisognerebbe conoscere un po’ di chimica e fisica. Esso si verifica quando una stella o un gruppo di stelle piuttosto calde, vicine o interne alla nebulosa, emettono fotoni di alta energia, tipicamente raggi ultravioletti, in grado di strappare gli elettroni dagli atomi del gas della nebulosa, e trasformandoli, appunto, in ioni. Poiché gli elettroni hanno carica elettrica negativa e gli ioni hanno carica positiva, queste due particelle tendono ad attrarsi e a ricombinarsi. In questo processo di ricombinazione avviene un’emissione di fotoni luminosi, che sono proprio i responsabili del colore delle nebulose.
Poiché l’elemento più abbondante all’interno di queste nebulose è l’idrogeno, il colore più comune che assumono è il rosso, legato alla ionizzazione di quell’elemento. Se invece sono altri gli elementi a essere ionizzati, come l’elio, l’ossigeno, o l’azoto, le nebulose appaiono anche di colore verde e blu. Ecco anche spiegato il perché, esaminando la luce proveniente dalle nebulose, gli astronomi riescono a dedurne la composizione chimica dei gas di cui sono formate.
Le comete invece combinano insieme due fenomeni. Solitamente, quando una grande cometa si avvicina abbastanza al Sole, mostra due distinte code che essendo composte di materiali diversi, hanno anche colorazioni diverse. La coda di polvere, che è anche quella maggiormente visibile, appare bianca perché riflette la luce del sole che la illumina; l’altra coda, formata invece da gas, è di colore azzurro ed emette luce per ionizzazione, come spiegato prima per le nebulose, interagendo col vento solare.

La cometa Hale-Bopp. E. Kolmhofer, H. Raab; Johannes-Kepler-Observatory, Linz, Austria – via commons

Ora siamo pronti a giocare. Stella comanda color color…

Da Wikipedia
Rigel: supergigante blu, è la stella più luminosa della costellazione di Orione. Ha una massa circa 20 volte quella del Sole e una luminosità di 60000 luminosità solari.
Menkib: stella blu della costellazione di Perseo
Eta Carinae: in realtà si tratta di una stella binaria la cui componente principale è una ipergigante blu.

Scritto da

federica_guadagnini_avatar Federica Guadagnini

Laureata in Astronomia con una tesi sulla didattica tramite le nuove tecnologie, ha un master in Comunicazione della scienza. Dopo diversi anni trascorsi all’Osservatorio astronomico di Padova dove si è occupata di didattica e divulgazione dell’astronomia, e alcune esperienze come redattrice scientifica, ha lavorato in un'importante azienda italiana di telecomunicazioni e servizi satellitari, svolgendo attività di comunicazione e sviluppo business.

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