Le stelle di solito non si evolvono abbastanza velocemente da consentire agli umani di notarle cambiare nell'arco di una vita. Nemmeno cento vite andranno bene:i processi astronomici sono semplicemente troppo lenti. Ma non sempre. Ci sono alcune fasi dell'evoluzione stellare che si verificano rapidamente e, quando lo fanno, possono essere monitorate. Un nuovo articolo pubblicato su ArXiv la scorsa settimana utilizza osservazioni astronomiche trovate in antichi testi romani, registri astronomici medievali e manoscritti della dinastia Han cinese per tracciare la recente evoluzione di diverse stelle luminose, tra cui la supergigante rossa Antares e Betelgeuse:una delle più dinamiche stelle nel nostro cielo. Con le osservazioni provenienti da tutta la documentazione storica, l'articolo suggerisce che Betelgeuse potrebbe essere appena passata attraverso il divario Hertzsprung, la fase di transizione tra una stella della sequenza principale e la sua attuale classificazione come supergigante rossa.

Se dovessi esaminare tutte le stelle nel cielo notturno per il loro colore e luminosità, vedresti che la maggior parte delle stelle cade all'interno di uno schema distinto noto come sequenza principale (la fase di combustione dell'idrogeno della vita di una stella), con un numero inferiore di stelle che rientrano in una seconda categoria di giganti (stelle morenti che hanno consumato tutto l'idrogeno nei loro nuclei). Rilevare le stelle in questo modo e tracciarle su un grafico è chiamato diagramma di Hertzsprung-Russell ed è uno strumento utile per comprendere l'evoluzione stellare. Una delle caratteristiche chiave del diagramma è un divario distinto tra la sequenza principale e le stelle giganti, noto come gap di Hertzsprung. Questo divario non significa davvero che le stelle non esistano all'interno di quel divario, ma piuttosto che le stelle non rimangono lì molto a lungo. È una fase di transizione, che può essere superata in poche migliaia di anni, il che significa che è raro catturare una stella nel mezzo della fase, da qui il divario nel diagramma.

Con un po' di fortuna, questa fase di transizione di breve durata potrebbe teoricamente essere osservata all'interno della documentazione storica scritta dell'umanità, per qualsiasi numero di stelle.

I candidati chiave per tale studio sono stelle supergiganti rosse luminose e vicine visibili ad occhio nudo, il che significa che avrebbero potuto essere osservate e studiate prima delle moderne lenti telescopiche. Alcuni esempi ideali includono Antares, una supergigante rossa variabile nella costellazione dello Scorpione, e Betelgeuse (la spalla destra di Orione), una stella di circa 10 milioni di anni che non brucia più idrogeno nel suo nucleo. Verso la fine della sua vita, si prevede che Betelgeuse esploderà in una drammatica supernova nei prossimi 100.000 anni (dal punto di vista astronomico, non è molto lungo).

La maggior parte della nostra conoscenza su queste stelle deriva da osservazioni moderne. Tuttavia, le moderne tecniche di telerilevamento non sono perfette ed è prezioso disporre di più metodologie ridondanti per calcolare le fasi dell'evoluzione stellare. La documentazione storica può quindi aiutare a corroborare, o vincolare, le previsioni dell'astrofisica moderna.

Le testimonianze storiche:Betelgeuse in transizione e Antares immutabile

Un indicatore chiave della transizione attraverso il divario Hertzsprung è un cambiamento di colore verso l'estremità rossastra dello spettro. Pertanto, le descrizioni storiche di Betelgeuse o Antares che denotano qualcosa di diverso dal rosso suggerirebbero una transizione recente.

Potresti essere incline a respingere i testi storici come potenzialmente fuorvianti o imprecisi, inoltre, una vaga descrizione di una stella come "rossastra" non è molto scientificamente utile per gli standard odierni. Ma il vero valore dei documenti storici si ha quando gli scrittori antichi fanno confronti tra oggetti astronomici distinti:Betelgeuse a Saturno, o Antares a Marte, per esempio. Questo tipo di affermazioni ci fornisce un set di dati molto più misurabile, anche se ancora approssimativo, con cui lavorare, perché possiamo fare gli stessi confronti nel cielo di oggi con apparecchiature moderne.

Questo è esattamente il tipo di dati che gli autori del documento, guidati da Ralph Neuhäuser (AIU Jena), sono stati in grado di trovare. Scavando in una varietà di documenti storici, hanno scoperto diverse prime descrizioni di brillanti supergiganti come Betelgeuse e Antares. Una delle fonti chiave di Betelgeuse fu "De Astronomica", un testo romano attribuito a Gaio Giulio Igino (64 a.C.-17 d.C.), custode della Biblioteca Palatina durante il regno di Cesare Augusto. "De Astronomica" afferma, in una traduzione letterale, che "La stella del sole... il corpo è grande [cioè luminoso], e di colore/colorazione focoso/ardente; simile a quella stella che è nella spalla destra di Orione [cioè Betelgeuse]... Molti hanno detto che questa stella è [la stella] di Saturno."

Per inciso, la tradizione di chiamare Saturno "la stella del sole", come fa Igino, può essere fatta risalire ai primi testi babilonesi e potrebbe aver avuto origine perché il movimento di Saturno nel cielo è il più stabile di tutti i pianeti, e il suo periodo sinodico (il suo movimento apparente nel cielo) corrisponde strettamente alla durata dell'anno solare. Igino descrive il colore di Betelgeuse come Saturno, che non è decisamente rosso (Marte sarebbe il confronto ovvio per una stella rossa). Ciò suggerisce che quasi duemila anni fa, Betelgeuse potrebbe non essere ancora entrata nella sua attuale fase di vita come supergigante rossa.

Una seconda fonte romana di un secolo dopo, l'Almagesto, elenca le stelle rosse più luminose del cielo, incluso Antares, ma Betelgeuse è evidentemente assente dall'elenco.

Nel frattempo, in tutto il mondo, Sima Qian (145–87 aC), un "archivista senior" della dinastia Han della Cina occidentale, scrisse un trattato sui corpi celesti chiamato Tianguan shu. In questo manoscritto, Sima Qian descrive Betelgeuse come gialla, mentre Antares era rossa. Questo resoconto corroborante di una cultura completamente diversa rafforza le argomentazioni a favore di un cambiamento di colore a Betelgeuse negli ultimi 2000 anni.

Quasi 1.000 anni dopo, Ibn Qutayba (828–889 d.C.), uno studioso islamico del califfato abbaside, descrisse Betegeuse come rossastra, così come l'astronomo Tycho Brahe (1546–1601 d.C.) ancora pochi secoli dopo. Anche la tradizione orale degli indigeni hawaiani descrive Betelgeuse come rossa. Questi tre esempi caratterizzano chiaramente la stella in modo diverso dai loro coetanei più antichi e più in linea con le osservazioni moderne.

Nel corso della storia documentata, se si vuole credere a questi resoconti, Antares sembra essere rimasto costantemente rosso brillante, che Betelgeuse ha trasformato dal giallo al rosso.

Trarre conclusioni:le sfide dell'astronomia storica

Combinare la storia con l'astronomia può fornire preziose informazioni sulla recente (astronomica) evoluzione del cielo notturno, ma non è una scienza perfetta e deve essere fatta con attenzione. Una delle sfide di questa metodologia è la difficoltà di datare accuratamente i testi antichi. La maggior parte dei manoscritti antichi non sopravvive nell'originale, ma piuttosto come copie trascritte nel corso dei secoli in monasteri, biblioteche e scriptorium. Pertanto, le date esatte possono essere incerte e le opere possono essere attribuite agli autori in modo errato. C'è una possibilità, ad esempio, che "De Astronomica" sia falsamente attribuito a Igino, ed è in realtà un documento del II secolo, non del I, perché sembra prendere in prestito parte della sua struttura dall'Almagesto del II secolo. La buona notizia è che, su scala astronomica, un secolo o due, dare o avere, non ha molta importanza.

Una seconda cosa che potrebbe inciampare nei ricercatori moderni riguarda le influenze culturali che modellano il linguaggio degli autori antichi. Il Tianguan Shu, ad esempio, raggruppa i colori delle stelle in cinque categorie:rosso, blu, giallo, nero e bianco. Questi colori in realtà non corrispondono alle descrizioni visive (le stelle "nere" non hanno molto senso letteralmente, anche se potrebbero significare "fiochi" o "scuri"). Invece, i cinque colori provengono dalla filosofia cinese Wuxing, in cui i colori si allineano con cinque elementi (Terra, Legno, Metallo, Fuoco e Acqua) che sottolineano i cambiamenti ciclici della natura, della politica e della fisiologia umana. I raggruppamenti di colori Wuxing non sono indicatori affidabili di tonalità osservative oggettive. Tuttavia, rappresentano categorie distinte che possono essere utilizzate per il confronto:le stelle rosse sono chiaramente diverse dalle stelle blu, ad esempio. Ciò significa che il posizionamento di Betelgeuse in una categoria diversa da Antares riflette probabilmente una reale differenza osservata, anche se la tonalità esatta di ciascuna categoria è sconosciuta.

Confrontare il testo antico con le osservazioni moderne:cosa sappiamo?

Stime moderne suggeriscono che Betelgeuse sia stata nella fase di supergigante rossa del suo ciclo di vita per almeno alcune migliaia di anni e avrebbe potuto durare fino a 140.000 anni (le migliori stime lo collocano a circa 40.000 anni). I dati storici suggeriscono che la verità potrebbe risiedere nell'estremità più recente di tale intervallo. Sebbene non sia una prova conclusiva, anche la documentazione storica non dovrebbe essere scartata alla leggera.

Dopotutto, la moderna conoscenza astronomica, per parafrasare Isaac Newton, "sta sulle spalle dei giganti:" la nostra attuale comprensione è possibile solo grazie alle intuizioni fatte da generazioni prima di noi. Dagli scritti e dalle storie orali che hanno lasciato, i nostri antenati potrebbero avere ancora qualcosa da insegnarci. + Esplora ulteriormente

Lo studio dei dati del satellite meteorologico conferma le teorie sull'oscuramento di Betelgeuse nel 2019