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La Via Lattea


Prima pubblicazione Dicembre 2011 - Aggiornamento Aprile 2017 - © Felice Placenti
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Il presente lavoro è la riduzione per il web di una conferenza pubblica che ho tenuto nel 2001 a Siracusa per conto dell'Associazione di Astrofili Cieli del Sud.

Al prof. Luigi Randieri, appassionato divulgatore di cose celesti, fondatore del gruppo Cieli del Sud, amico...



Introduzione

A causa dell'inquinamento luminoso la stiamo perdendo!
Tra il 1880 e il 1890 l'illuminazione elettrica arriva finalmente anche a Siracusa; a quel periodo risalgono infatti le prime prove volte a dimostrare la superiorità dell'illuminazione elettrica su quella a petrolio. Con un processo che inizia ad interessare quasi tutte le città d'Italia, l'illuminazione elettrica sostituisce gradualmente quella a petrolio e le città, giunta la sera, letteralmente si "accendono" ma, ahimè, cominciano a "spegnersi" le stelle, dapprima quelle più deboli, oggi anche quelle più luminose. E' l'inquinamento luminoso, che avanza e cancella il cielo, che illumina la sporcizia o la bruttura di certi palazzi che sempre più deturpano le città, per mettere in ombra il cielo, da sempre declamato dai poeti e studiato dai filosofi e dagli scienziati.

La Via Lattea si è persa; i più giovani forse non l'hanno mai vista, i più grandi forse l'hanno già dimenticata. Così assieme al cielo, nelle città si perde anche la memoria di esso. Per ritrovare la Via Lattea, le stelle più deboli e le costellazioni meno appariscenti bisogna fuggire dalle città per riscoprire la campagna ancora buia.

Fatta questa doverosa premessa, per seguire meglio questa dissertazione sulla Via Lattea dobbiamo immaginare di trovarci lontano dalle luci cittadine, sotto un cielo buio e limpido e senza la Luna, che si comporterebbe come un lampione appeso in cielo. Il periodo migliore per capire che cosa è la Via Lattea è l'estate. In realtà sarebbe possibile anche in inverno, ma sotto cieli particolarmente bui. Immaginiamo, quindi, di trovarci sotto un cielo buio e limpido: dopo una decina di minuti i nostri occhi si saranno abituati all'oscurità, poiché le pupille si saranno dilatate, e cominceremo a scoprire un cielo ricco di stelle, alcune molto luminose, moltissime appena percettibili, qualcuna colorata, altre riunite in piccoli raggruppamenti; noteremo anche una striscia di debole luce lattiginosa attraversare, come un sottile strato di nuvole, tutto il cielo, da orizzonte ad orizzonte. Questa striscia appare in alcune zone più densa, in altre più rarefatta e con un contorno sfumato e irregolare. E' la Via Lattea.

via lattea
Via Lattea nel Sagittario
Canon EOS 5D Mark II
Ob. Canon EF 24-105mm f/4,0 L IS USM
Singola posa da 4 min. a f/4,0, 400 ISO
Guida manuale su montatura Vixen Super Polaris
Giada Scarnato e Felice Placenti - 16.06.2012
XII Star Party delle Madonie.


















La Via Lattea nella storia

Gli antichi, che godevano sicuramente di cieli particolarmente bui e puliti, conoscevano molto bene questo strano "fantasma" notturno che, silenzioso, incombeva sulle loro teste e seguiva le stelle nella loro rotazione apparente intorno al Mondo, ma non ne conoscevano la vera natura. Così, non riuscendone a spiegare la presenza, insieme alle stelle fisse, ai pianeti o astri erranti, al Sole e alla Luna, si erano affidati alla superstizione o alle credenze religiose, costruendo affascinanti racconti mitologici. E' stato così per tutti i popoli della Terra, ma di certo tra tutte le mitologie legate al cielo, quella greca figura al primo posto per averci regalato alcuni dei racconti più belli e per aver popolato il cielo di divinità, di figure mostruose, di esseri metà uomini e metà animali, di guerrieri e belle fanciulle le cui storie si intrecciano tutte. Così ad ogni costellazione, ad ogni stella particolarmente luminosa o colorata, al pianeta Venere, che appariva più luminoso di tutte le stelle prima dell'alba o dopo il tramonto del Sole, al pianeta Marte, rosso come il sangue, all'elusivo Mercurio o ai pianeti Giove e Saturno è legato un racconto mitologico. Non poteva che essere così anche per la Via Lattea.

Raccontano infatti gli antichi greci che il forzuto Ercole, ancora poppante, avesse strizzato con vigore il seno di Giunone, facendo arrivare una parte del latte in cielo: questo latte avrebbe lasciato una traccia tra le stelle, chiamata "Cerchio di Latte" proprio perché si mostra come un cerchio lattiginoso che attraversa tutta la volta celeste. In greco la parola "latte" diventa "gala galaktos" da cui anche il termine "Galassia" per indicare lo stesso Cerchio di Latte. Nel terzo secolo a. C. così si esprimeva il poeta Arato di Soli nel poema "I Fenomeni": "Se mai a te scese in cuore stupore osservando il cielo diviso in due da un ampio cerchio per tutta la sua lunghezza; oppure se qualcuno, standoti vicino, quello ti additò, bello e splendente, sappi che Latte lo chiamano gli uomini".

Successivamente i romani trasformarono il Cerchio di Latte in "Via Lattea". In realtà l'apparenza della Via Lattea ha suggerito a molti popoli del passato l'idea di "strada", "sentiero" o anche "scala" in comunicazione con gli dei, con l'aldilà, con il paradiso, etc. etc. Nelle "Metamorfosi" Ovidio scrive: "Corre una strada sublime, visibile a cielo sereno, che si distingue per il candore e prende il nome dal Latte: per quella vanno gli dei al palazzo regale di Giove tonante".

Quale fosse però l'esatta natura della Via Lattea rimase per secoli un mistero, anche se in varie epoche furono fatti tentativi per darne una spiegazione scientifica. Per esempio, secondo il filosofo greco Anassagora, del quinto secolo a. C., si trattava della luce del Sole riflessa dalla volta celeste. Certamente una interpretazione errata, anche se oggi si conosce un fenomeno noto come "Luce Zodiacale" dovuto alla riflessione della luce del Sole da parte di polvere disseminata nel sistema solare, visibile come un cono di luce sopra l'orizzonte da cieli puliti.

Bisognerà aspettare fino al 1609 perché sia scoperta la vera natura della Via Lattea. In quell'anno Galileo Galilei costruisce un piccolo telescopio ed inizia ad osservare il cielo. E' probabile che Galilei non abbia inventato il telescopio, né tanto meno che sia stato il primo uomo a rivolgere il telescopio verso il cielo; non v'è dubbio, però, che le sue osservazioni, eseguite con metodo e rigore, abbiano rivoluzionato le conoscenze astronomiche dell'epoca. Galilei punta il telescopio verso la Luna e ne scopre le montagne e i mari, verso il pianeta Giove e ne scopre i quattro satelliti maggiori, una delle sue scoperte più belle, ma quando punta il telescopio verso la Via Lattea rimane letteralmente sconcertato: nel campo visivo appaiono centinaia, anzi migliaia, di stelline. Ecco che cosa è la Via Lattea.

E' doveroso aggiungere che nel passato alcuni pensatori e scienziati avevano già intuito che tale fosse la vera natura della Via Lattea. Pitagora di Samo, nel sesto secolo a. C., pensava che il Cerchio di Latte fosse in realtà un immenso addensamento di stelle lontane, e quindi deboli. Idea che più tardi sarà ripresa da altri, come Aristotele per esempio. Anche il grande Dante, che qualcuno, per le sue idee geniali e per i suoi profondi ragionamenti, ha paragonato ad un fisico sperimentale, si schiera dalla parte di chi ha intuito la verità: nella Divina Commedia (Paradiso, canto XIV, verso 97) così scrive: "Come distinta da minori e maggi lumi biancheggia tra' poli del mondo Galassia sì, che fa dubbiar ben saggi;". I "minori e maggi lumi" sono le stelle, deboli e luminose, che secondo Dante costituiscono la nostra Galassia, ovvero la Via Lattea.

Tra le caratteristiche che rendono l'astronomia una scienza affascinante vi è senza dubbio la possibilità offerta anche ai dilettanti o a chi di astronomia non sa nulla di effettuare belle osservazioni astronomiche con strumenti ottici anche piccoli. Così l'esperienza di Galileo Galilei possiamo facilmente ripeterla anche noi (ricordiamo sempre che serve un cielo buio e limpido). Possiamo usare anche un piccolo binocolo; puntiamolo verso la Via Lattea, magari in una delle sue regioni in cui si mostra più densa e luminosa: come l'Astronomo toscano, vedremo apparire una miriade di stelle, deboli e luminose, bianche e colorate; S. Basilio le chiamava "fiori immortali del cielo". C'è da dire che i telescopi usati da Galilei erano degli strumenti alquanto rudimentali; i telescopi che usiamo oggi, anche i binocoli, risultano molte volte superiori a quelli del passato; questo ci permette di vedere nel campo visivo anche altri tipi di astri, molti dei quali sfuggirono alle osservazioni di Galilei. Qua e là osserveremo piccole e deboli macchiette luminose, simili a nuvolette tra le stelle, che gli astronomi chiamano "nebulose", oppure gruppetti di stelle riunite in modo da formare caratteristici addensamenti, detti, invece, "ammassi stellari".

nebulosa di orione
Spada di Orione, con le nebulose M42 (Grande Nebulosa di Orione) ed M43
Canon EOS 5D Mark II
Ob. Canon EF 200mm f/2,8 L II USM
Somma di 20 pose da 20 sec. a f/4,0, 400 ISO
Guida manuale su montatura Vixen Super Polaris
Felice Placenti - 10.13.2013
Siracusa, sito con forte inquinamento luminoso.


















nebulosa nord america
Nebulosa Nord America (NGC 7000), nel Cigno
Canon EOS 5D Mark II
Ob. Canon EF 200mm f/2,8 L II USM
Somma di 5 pose da 7 min. a f/4,0, 400 ISO
Guida manuale su montatura Vixen Super Polaris
Giada Scarnato e Felice Placenti - 16.06.2012
XII Star Party delle Madonie.


















nebulose laguna e trifida
Nebulose Laguna (M8) e Trifida (M20), nel Sagittario
Canon EOS 5D Mark II
Ob. Canon EF 200mm f/2,8 L II USM
Somma di 10 pose da 2 min. a f/2,8, 400 ISO
Guida manuale su montatura Vixen Super Polaris
Giada Scarnato e Felice Placenti - 17.06.2012
XII Star Party delle Madonie.



















pleiadi
Ammasso stellare delle Pleiadi (M45), nel Toro
Canon EOS 5D Mark II
Ob. Canon EF 200mm f/2,8 L II USM
Somma di 5 pose da 20 sec. a f/3,2, 1600 ISO
Guida manuale su montatura Vixen Super Polaris
Felice Placenti - 10.01.2015
Siracusa, sito con forte inquinamento luminoso.

















Tra il 1700 ed il 1800 prende corpo l'idea che la Via Lattea altro non sia che un immenso sistema di stelle, un universo, o forse tutto l'Universo, di cui anche il Sole con la Terra fanno parte; anzi, secondo qualche teoria, il centro di tale universo è proprio il sistema solare (ne era convinto Keplero). Nello stesso periodo queste idee vengono riprese dal filosofo Immanuel Kant, che formula una nuova ipotesi, quella degli "universi isola": secondo Kant la Via Lattea è solo uno dei tanti universi isola che popolano il cosmo, una delle tante galassie. Kant azzarda anche una ipotesi sulla struttura della Galassia: si tratterebbe di un disco schiacciato ma con un rigonfiamento nella zona centrale. Gli studi più seri iniziano con l'astronomo William Herschel che, con il conteggio delle stelle in varie porzioni del cielo (una sorta di statistica), tenta di definire la forma e le dimensioni della Galassia e non sbaglia del tutto. Successivamente altri astronomi si occuparono dell'argomento, ma la soluzione del problema risale solo agli anni trenta del '900. Non staremo a parlare del come si è scoperto tutto ciò che oggi sappiamo della Via Lattea, diremo solo una cosa: la soluzione risiede nella misura della distanza delle stelle. Se, in un modo o in un altro, riusciamo a misurare la distanza di un grande numero di stelle appartenenti alla Via Lattea, allora possiamo anche capire come sono dislocate nello spazio le une rispetto alle altre e, quindi, riusciamo a definire la forma della Via Lattea, la Galassia in cui viviamo. Questi stessi studi hanno permesso di scoprire che moltissime delle nebulose che si osservano nel cielo in realtà non appartengono alla nostra Galassia, come si riteneva un tempo. Si tratta piuttosto di altre galassie, altri universi isola di Kant, lontanissimi da noi. Un tipico esempio è rappresentato dalla famosa Nebulosa di Andromeda, che in realtà è una galassia simile alla nostra.

galassia di andromeda
Nebulosa di Andromeda (galassia M31 e galassie satelliti M32 e M110)
Canon EOS 5D Mark II
Ob. Canon EF 200mm f/2,8 L II USM
Somma di 3 pose da 5 min. a f/4,0, 400 ISO
Guida manuale su montatura Vixen Super Polaris
Giada Scarnato e Felice Placenti - 17.06.2012
XII Star Party delle Madonie.


















Vuoi sapere come individuare l'ammasso stellare delle Pleiadi? Clicca su questo link.

Che cos'è la Via Lattea?

Quindi, nel corso dell'ultimo secolo si è venuto a delineare un quadro abbastanza completo e preciso sulla Via Lattea e sulle altre galassie, anzi, su tutto l'universo conosciuto. Le cose stanno così: la Terra orbita intorno al Sole, facendo un giro completo in un anno alla velocità di centomila chilometri orari; il Sole, a sua volta orbita intorno al centro della nostra galassia, impiegando circa duecento milioni di anni alla velocità di novecentomila chilometri orari. La nostra galassia ha la forma di un disco appiattito con un rigonfiamento centrale, detto nucleo; nel disco si concentrano le stelle più giovani (con una età che va da qualche decina a qualche centinaio di milioni di anni) e le nebulose. Queste sono immense nuvole di gas e polveri disperse tra le stelle; le nebulose possono splendere di luce propria in quanto vi si trovano stelle che emettono grandi quantità di energia in grado di riscaldarne il gas; possono riflettere la luce di stelle vicine; infine possono assorbire la luce delle stelle che vi stanno dietro, apparendo come masse oscure che si stagliano sullo sfondo luminoso della Via Lattea. Il gas di cui sono composte è per lo più idrogeno, seguito da elio e tracce di altri elementi. Le nebulose più grandi possono avere anche dimensioni di alcune centinaia di anni luce.
Abbiamo anche detto che esistono gli ammassi stellari; questi si dividono in due categorie: quella degli ammassi aperti e quella degli ammassi globulari.

Gli ammassi aperti si trovano nel disco e sono costituiti al massimo da qualche centinaio di stelle giovani; gli ammassi globulari sono sparpagliati, invece, intorno alla Galassia in modo da formare un alone di forma sferica che la circonda; sono costituiti anche da milioni di stelle vecchie, con una età di qualche miliardo di anni, addensate in uno spazio ristretto (al massimo alcune decine di anni luce, anche cento) e di forma grossolanamente sferica.

Si dice che la nostra galassia ha un diametro di circa centomila anni luce; che cosa vuol dire? Che cosa c'entrano gli anni e la luce con la misura di una lunghezza (nel nostro caso una distanza)?
Sappiamo che un raggio di luce si muove ad una velocità incredibile: trecentomila chilometri al secondo (ovvero un miliardo e ottanta milioni di chilometri orari). Questo vuol dire che per percorrere una distanza pari a trecentomila chilometri il nostro raggio di luce impiega un secondo; per andare dalla Terra alla Luna, che dista circa quattrocentomila chilometri, impiega poco più di un secondo; ma benché si muova così celermente, il nostro raggio luminoso per andare da un estremo ad un altro della nostra Galassia impiegherà circa centomila anni; l'anno luce, insomma, è una unità di misura che corrisponde alla distanza percorsa dalla luce in un anno.

Questo concetto può sembrarci un po' sterile e forse continuiamo a non renderci conto di quanto la Galassia sia immensamente grande. Un esempio ci potrà aiutare a superare, spero, questa difficoltà.

Immaginiamo di costruire un modellino in scala del sistema Terra-Sole e della Galassia; supponiamo, per esempio, che ad un centimetro corrispondano dieci milioni di chilometri; per poter rappresentare il Sole in questa scala dovremo procurarci una pallina di un millimetro e mezzo, mentre la Terra sarà rappresentata da una particella di polvere posta alla distanza di quindici centimetri da esso. Fin qui nessuna difficoltà, ma le cose cambiano per la Galassia in quanto per poterla rappresentare nella stessa scala dovremo costruire un disco con un diametro di circa novecentomila chilometri; insomma, nel nostro modellino la Galassia avrebbe un diametro doppio della distanza che ci separa dalla Luna. E se nello stesso modellino volessimo rappresentare anche la Nebulosa di Andromeda? Forse sarebbe meglio non pensarci: la sua distanza "reale" da noi è di circa duemilioni e duecentocinquantamila anni luce!

La nostra Galassia è così grande da contenere addirittura cento miliardi di stelle, forse anche più!
Il disco possiede uno spessore di qualche migliaio di anni luce, mentre le dimensioni del nucleo arrivano a ventimila anni luce.

Galassia, galassie, ammassi di galassie

Fino ai primi decenni del '900 si pensava ancora che il sistema solare occupasse il centro della nostra galassia. In realtà si trova quasi nella periferia del disco galattico, in un suo braccio di spirale. Infatti questo disco possiede una struttura particolare: è una spirale; è formato, cioè, da bracci che partendo dal nucleo si svolgono spiraleggiando intorno ad esso. Molte altre galassie presentano questa struttura e per tale ragione si parla di "galassie a spirale".
Anche la Nebulosa di Andromeda è una galassia a spirale. Dobbiamo dire però che esistono altri tipi di galassie: quelle ellittiche, che hanno una forma sferica allungata, e quelle irregolari, che non hanno una forma particolare. Tutte le galassie tendono a riunirsi in ammassi, formati anche da migliaia di individui. Gli ammassi di galassie si riuniscono a loro volta in super-ammassi, formati da tanti ammassi di galassie. Questa, in sintesi, non è altro che la struttura dell'universo: un susseguirsi di ammassi e super-ammassi tra i quali è il vuoto.

Anche la nostra Galassia appartiene ad un ammasso di galassie chiamato Gruppo Locale. Al Gruppo Locale appartiene anche la Nebulosa di Andromeda. Intorno a questa galassia orbitano altre piccole galassiette; questo non è però un caso particolare, infatti tantissime galassie possiedono piccole galassie satelliti, anche la nostra. Le galassie satelliti della Via Lattea sono tante, molto piccole e quasi tutte invisibili ad occhio nudo; le uniche due visibili ad occhio nudo sono le cosiddette Nubi di Magellano (dal nome italianizzato del famoso navigatore portoghese Fernando Magellano, che le scoprì durante il primo viaggio intorno al mondo), e sono la Piccola Nube di Magellano e la Grande Nube di Magellano. In realtà queste sono ben visibili ad occhio nudo, ma solo nei cieli australi, come nuvole separate dalla Via Lattea.

Ma ritorniamo a parlare del Gruppo Locale. In tutto sono una quarantina le galassie che ne fanno parte; la nostra e quella di Andromeda sono le più grandi, mentre molte sono talmente piccole da meritarsi l'appellativo di "galassie nane".

Fino ad ora abbiamo fatto uso dei due termini "Galassia" e "Via Lattea" per indicare lo stesso sistema stellare di cui facciamo parte; in realtà i due termini non indicano la stessa cosa, non sono sinonimi; è mio dovere fare chiarezza. Galassia indica tutto il raggruppamento di stelle, polveri e gas in cui si trova il Sole con la sua nidiata di pianeti, tra cui il nostro, invece Via Lattea indica solamente ciò che della Galassia riusciamo a vedere dalla Terra. E' la stessa differenza che corre tra un edificio e una stanza al suo interno: in questo caso l'edificio rappresenta la Galassia e le pareti della camera rappresentano la Via Lattea; noi che ci troviamo all'interno di una stanza non riusciamo a vedere tutto l'edificio ma vediamo bene solo le pareti che ci circondano; tutto il fabbricato si trova oltre le pareti. Allo stesso modo, trovandoci all'interno della Galassia non possiamo vederla nella sua interezza (potremmo farlo solo se ci trovassimo all'esterno) ma vediamo la parete di stelle che ci circonda per trecentosessanta gradi, stelle che fanno parte del disco. Guardando la Via Lattea guardiamo nella direzione del disco galattico, in questa stessa direzione giacciono tutte le stelle della Galassia, gran parte delle quali è nascosta alla nostra vista da nubi di materia oscura. In sostanza la traccia della Via Lattea rappresenta uno spaccato del disco.

Quindi la Via Lattea è solo un'"apparenza"; scaviamo una grande buca nella sabbia e mettiamoci dentro, osserveremo le pareti formate da una infinità di granelli di sabbia; questo è la Via Lattea: una miriade di stelle, simili a granelli brillanti di sabbia, che ci circondano. A questo punto potremmo chiederci in quale direzione si trovi il centro della Galassia. Il centro della Galassia è rimasto una incognita fino alla seconda metà del '900, fino ad allora si sapeva solo dov'era, grazie ad informazioni di tipo statistico: contando il numero di stelle in varie porzioni diverse di Via Lattea e tenendo conto di alcuni parametri noti agli astronomi, si sapeva che il centro doveva trovarsi in direzione della costellazione del Sagittario, una tipica costellazione estiva in cui la Via Lattea si mostra in tutta la sua bellezza e magnificenza (in quella direzione si conta il maggior numero di stelle). Se non esistessero le polveri oscure che occultano e assorbono la luce delle stelle che vi stanno dietro, in quella direzione la Via Lattea sarebbe luminosissima in quanto diverrebbero visibili tutte le stelle presenti; invece proprio in quella direzione l'assorbimento di luce da parte di queste polveri è enorme e quindi il centro della Galassia non è visibile. In quella direzione, però, vi è una grande emissione di onde radio (gli astri emettono radiazioni elettromagnetiche tra le quali luce e onde radio); le onde radio possono essere captate da enormi antenne dette "radiotelescopi"; queste onde non vengono assorbite dalle nubi oscure e in questo modo gli astronomi sono in grado di ricostruire una mappa cosiddetta "radio" delle zone centrali della Galassia. E' così che il centro diviene visibile. Gli astrofisici sono quasi certi che nel centro della Galassia possa esserci un buco nero super-massiccio: un oggetto del tutto particolare che riesce a trattenere in orbita intorno a sè miliardi di stelle.

I buchi neri sono ciò che rimane di stelle molto massicce che ad un tratto sono esplose; si tratta di oggetti piccoli (possono essere piccoli quanto un quartiere, ma quello del centro galattico sarebbe enorme). In questi piccoli oggetti è concentrata una quantità di materia impressionante (pensate che un cucchiaino di tale materia peserebbe miliardi di tonnellate).

Per concludere: noi vaghiamo intorno al centro della Galassia come formiche su un pezzetto di legno sperduto nell'oceano, eppure sul trono in cui viviamo, la Terra, ci sentiamo padroni dell'Universo. Forse il nostro è l'unico pianeta abitato in tutto l'Universo, non abbiamo ancora prove certe del contrario; se le cose stanno davvero così allora possiamo ben sentirci padroni di tutto; ma chiediamoci: che razza di padroni siamo se accendiamo luci verso il cielo per nascondere tutto l'Universo allo sguardo?


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