Luminosità, magnitudine apparente ed assoluta: facciamo chiarezza su uno dei concetti chiave dell’astronomia visuale!
Spesso, dire stelle più brillanti o stelle più luminose può sembrare la stessa cosa. Tuttavia, sarebbe opportuno fare una distinzione tra le due. Una stella, come ad esempio Alpha Centauri, può apparire molto brillante ad un osservatore sulla Terra. Ciò è dovuto principalmente al fatto che Alpha Centauri si trova molto vicina al Sistema Solare. In maniera analoga, una stella gigante molto, molto lontana come WR 25, appare flebile, impossibile da individuare ad occhio nudo. Tuttavia, se WR 25 si trovasse a circa 32 anni luce da noi (questa distanza non è casuale), la sua luminosità sarebbe incredibilmente intensa. WR-25 sarebbe molto più luminosa di qualsiasi stella nel nostro cielo, escluso solo il Sole.
Come si classifica allora la luminosità delle stelle?
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UN CONCETTO FONDAMENTALE: LA MAGNITUDINE
Magnitudine è un termine in cui si imbatte spesso quando ci si appassiona di astronomia.
La magnitudine rappresenta la misura della luminosità dei corpi celesti, ad una certa lunghezza d’onda. Si tratta di un numero adimensionale, basato su una scala logaritmica, e venne introdotta ai tempi nell’antichità. La classificazione originale prevedeva una scala progressiva da magnitudine 1 a magnitudine 6, escludendo quindi oggetti molto luminosi come la Luna e il Sole.
Norman Robert Pogson stabilì la definizione moderna di magnitudine. Contando anche la presenza di oggetti come il Sole e la Luna, la scala è stata estesa. Sono presenti infatti numerosi oggetti con magnitudini negative. Come funziona dunque la scala della magnitudine? Partiamo col dire che è un oggetto celeste con magnitudine +1 è più luminoso di un oggetto con magnitudine +6. In questa scala, una differenza di magnitudine pari ad 1 tra due oggetti celesti corrisponde ad un fattore di 2,512 (la radice quinta di 100). Quindi, supponendo di avere una stella di magnitudine apparente +1 ed una di magnitudine apparente +2, avremo che la stella di magnitudine +1 è circa 2,5 volte più luminosa di quella con magnitudine +2. Considerando un esempio reale, Vega possiede una magnitudine apparente di circa 0,03. Risulta quindi essere circa 100 volte più luminosa di una stella di magnitudine 5 come 22 Cygni.
Luminosità e temperatura (media) delle stelle in base alla loro grandezza – fonte fonto G.M.P.E.
MAGNITUDINE APPARENTE, LUMINOSITÀ E MAGNITUDINE ASSOLUTA
La magnitudine apparente è la misura della luminosità di un oggetto celeste, come le stelle osservate da terra. Può essere determinata con precisione attraverso la tecnica della fotometria, utilizzando filtri speciali e rivelatori per studiare la luce emessa da una stella a diverse lunghezze d’onda come la luce visibile e l’ultravioletto. La magnitudine apparente, quindi, dipende da fattori come la distanza dell’oggetto che stiamo osservando, la sua luminosità intrinseca e l’assorbimento/diffusione della luce causate da polveri interstellari.
La luminosità è una misura di quanta energia elettromagnetica viene emessa da un oggetto, nel nostro caso stelle o altri oggetti celesti, per ogni unità di tempo. Nel Sistema internazionale, la sua unità di misura è il watt (kg x m2 x s-3) mentre nel sistema CGS si misura in erg/s. La luminosità di un oggetto celeste può quindi variare a seconda della banda o della lunghezza d’onda che stiamo considerano, per esempio luce visibile, infrarosso o ultravioletto.
La magnitudine assoluta è uno standard astronomico che offre una misurazione più “corretta”, per certi versi, della magnitudine apparente. Essa viene definita come la magnitudine apparente di un oggetto celeste posizionato ad una distanza standard di 10 parsec dalla Terra (32,6 anni luce). Nel calcolarla, non si contano fattori come l’estinzione dovuta alle polveri o gas nello spazio. Come per la magnitudine apparente, anche la magnitudine assoluta si misura con tecniche fotometriche. Quando ad esempio si considera lo spettro della luce visibile, parliamo di magnitudine assoluta visuale, identificata con la sigla MV. In astronomia, sentirete spesso parlare di magnitudine bolometrica, Mbol, che rappresenta la luminosità complessiva di un oggetto in tutte le lunghezze d’onda.
ALCUNI ESEMPI NOTEVOLI
Il Sole è l’oggetto più brillante del nostro cielo, con una magnitudine apparente pari a circa -26. Nonostante sia tra le stelle più prominenti nel nostro vicinato galattico, la magnitudine assoluta del Sole è pari a +4,8. Per confronto, se il Sole si trovasse a 10 parsec dalla Terra, le stelle principali della Chioma di Berenice apparirebbero molto più luminose. La stella principale di Alpha Centauri, Rigil Kentaurus, ha una magnitudine assoluta di +4,34 quindi simile a quella del nostro Sole. Risulterebbe difficile riconoscere queste stelle, osservando da un cielo moderatamente inquinato.
Betelgeuse, la colossale gigante nella costellazione di Orione, possiede una magnitudine assoluta di -5,85. Ad una distanza di 10 parsec, la colossale stella rossa del cacciatore apparirebbe molto, molto più luminosa di Venere. Se poi osservassimo il cielo nell’infrarosso, nella banda J a circa 1,25 micrometri, Betelgeuse sarebbe l’oggetto celeste più luminoso del cielo notturno. Infine, WR 25, già menzionata prima, è una delle stelle più luminose che di conoscano. Si trova nella costellazione della Carena e possiede una magnitudine apparente di circa +8. Tuttavia, la sua magnitudine assoluta è pari a -12,25. Possiede infatti una luminosità milioni di volte superiore a quella della nostra stella.
Ciclo di vita delle stelle in base a temperatura media, colore e composizione chimica
