Atmosfere Stellari

La più brillante tesi di laurea mai scritta in astronomia

Dava Sobel[1] è una divulgatrice scientifica statunitense. Una delle sue opere si intitola: «Le stelle dimenticate[2]».  Si tratta della storia delle scienziate che misurarono il cielo scrutando le atmosfere stellari. Infatti, già alla fine del XIX secolo, alcune donne vennero assunte come calcolatori umani presso l’Osservatorio astronomico di Havard [3].  Esperte di matematica, astronome dilettanti, mogli, sorelle e figlie dei professori; alcune laureate, altre semplicemente appassionate.

Attraverso l’universo di vetro che avevano  disposizione, formato da circa mezzo milione di lastre fotografiche su cui erano impresse le immagini delle stelle, queste studiose fecero alcune scoperte straordinarie:

1. svilupparono un sistema di classificazione che fu accettato a livello internazionale ed è ancora in uso;
2. definirono una scala per misurare le distanze nello spazio;
3. intuirono la verità sulla composizione chimica dei cieli.

Citiamo qui di seguito le tre scienziate a cui fanno riferimento queste scoperte:

Annie Jump Cannon[4] è stata un’astronoma statunitense il cui lavoro di catalogazione fu utile nello sviluppo dell’attuale classificazione stellare con la compilazione del catalogo Henry Draper[5] (o catalogo HD), un enorme catalogo stellare con dati astrometrici e spettroscopici di oltre 225 mila stelle.

Henrietta Swan Leavitt[6] , anche lei astronoma statunitense. Nel 1902 diventò membro dell’osservatorio di Havard, dove si dedicò alla misura della magnitudine fotografica delle stelle. Nel 1912, studiando stelle variabili Cefeidi nella piccola Nube di Magellano, scoprì che il periodo di variazione di queste stelle era strettamente legato alla loro luminosità assoluta. Questa relazione periodo-luminosità si rivelò importante in quanto permetteva la misura di distanze di ammassi stellari extragalattici, semplicemente misurando la luminosità apparente ed il periodo di Cefeidi contenute nell’ammasso: dal periodo era infatti possibile ricavare la luminosità assoluta che, confrontata con quella apparente, permetteva di ottenere la distanza della stella, e quindi dell’ammasso[7].

Cecilia Helena Payne[8] fu un’astrofisica anglo-statunitense, nota per il suo contributo alla comprensione della composizione delle masse stellari. Nel 1925 si laureò in astronomia ad Harvard con la tesi “Stellar Atmospheres, A Contribution to the Observational Study of High Temperature in the Reversing Layers of Stars”. L’astronomo Otto Struve[9] la definì “indubbiamente la più brillante tesi di laurea mai scritta in astronomia”. Applicando la teoria della ionizzazione di Meghnad Saha[10], trovò una stretta correlazione tra la classe spettrale delle stelle e la loro temperatura. La tesi indicava anche come l’idrogeno fosse di gran lunga il maggior costituente del Sole, circa il 90%.

Chiudiamo con la citazione dell’ultima pagina della copertina del libro della Sobel:

Non avevano il diritto di voto. Ma hanno riscritto la storia della scienza.

[1] New York, 1947, giornalista.

[2] D. Sobel,  Le stelle dimenticate, Rizzoli, Milano 2017.

[3] L’Harvard College Observatory (HCO, Osservatorio di Harvard) è un’istituzione che amministra una serie di edifici e strumenti usati per la ricerca astronomica. Si trova a Cambridge, Massachusetts negli Stati Uniti e fu fondato nel 1839.

^[4] Dover, 1863 – Cambridge, 1941.

[5] Anna Palmer Draper finanziò il progetto di Havard per la fotografia degli spettri stellari, il sogno irrealizzato del defunto marito Herny.

[6] Lancaster, 1868 – Cambridge, 1921.

[7] Gian Paolo Tozzi, in La Biblioteca di Repubblica vol. 12, Grandi Opere di Cultura UTET, Torino 2003, 173.

[8] Wendover, 1900 – Cambridge, 1979

[9] Era un astronomo russo(1897 – 1963). Con più di 900 articoli e libri di giornale, è stato uno degli astronomi più distinti e prolifici della metà del XX secolo. La sua ricerca era incentrata principalmente su stelle binarie e variabili, rotazione stellare e materia interstellare.

[10] L’equazione di Saha, nota anche come equazione di Saha-Langmuir, venne introdotta dall’astrofisico indiano Meghnad Saha nel 1920, e, in maniera indipendente, da Irving Langmuir nel 1923. Risultato di idee combinate di meccanica quantistica e meccanica statistica, trova fondamentale applicazione in astrofisica, nell’interpretazione degli spettri stellari.