Il colore di Sirio
| Orazio - Sermonum Liber 2.5
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... fi cognitor ipse,
persta atque obdura: seu rubra Canicula findet
infantis statuas, seu pingui tentus omaso
Furius hibernas cana nive conspuet Alpis.
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| Seneca - Quastiones Naturales Lib. I 1,7 |
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[1,7] ... Nec mirum est, si terme omnis generis et uaria euaporatio est, cum in caelo quoque non unus appareat color rerum, sed acrior sit Caniculae rubor, Martis remissior, Iouis nullus in lucem puram nitore perducto.
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| Tolomeo - catalogo stellare
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| Quae in ore fulgentissima est, et vocatur Sirius, et est subrufa
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Il catalogo di Tolomeo
elenca Sirio, la stella più luminosa
dei nostri cieli, tra le stelle rosse con la descrizione riportata a lato; Seneca nelle sue
Questioni naturali parla di Sirio (in latino
Canicula) come di una stella più rossa di Marte;
e vi sono molte altre fonti antiche da Cicerone a Orazio e persino egiziane e babilonesi che attribuiscono
a Sirio un colore rosso o rosseggiante.
Il problema è che oggi Sirio appare come una brillantissima stella di colore bianco,
e in nessun modo può essere scambiata per una stella rossa.
Come si può spiegare questo contrasto tra il colore antico e quello attuale?
La questione è ormai vecchia di secoli: nel 1848 Alexander von Humboldt in
un brano della sua opera Kosmos,
esaminava la questione di questo cambiamento di colore di Sirio, senza giungere ad alcuna spiegazione convincente.
In seguito
la teoria dell'evoluzione stellare sembrò fornire una soluzione molto semplice dell'enigma: sin dal 1862 sappiamo che Sirio è una stella doppia con un compagno, Sirio B, che è una
nana bianca. Ora secondo la teoria lo stato di nana bianca rappresenta
l'ultimo stadio dell'evoluzione di una stella di medie dimensioni, che dopo essere rimasta per un tempo
sull'ordine delle centinaia di milioni di anni nella sequenza principale
(bruciando idrogeno in elio), si espande raffreddandosi fino a
diventare una
gigante rossa e continua la sua esistenza bruciando
elio in carbonio (circa 10 milioni di anni); quando anche l'elio è esaurito la gigante
collassa su se stessa fino a divenire una nana bianca.
Tutto chiaro allora? Nell'antichità Sirio B era allo stato di gigante rossa e la sua luminosità
sovrastava quello di Sirio A, con la conseguenza che nel suo insieme Sirio appariva rossa. Poi Sirio B è
collassata allo stadio di nana bianca, la bianca Sirio A ha preso il sopravvento e oggi Sirio appare appunto bianca.
Purtroppo questa interpretazione, che per molti versi calza alla perfezione, si scontra con una seria difficoltà. Oggi Sirio B appare come una nana bianca stabile e secondo la teoria dell'evoluzione stellare il tempo necessario perchè una gigante rossa stabile si trasformi in una nana bianca stabile è di uno o due ordini di grandezza superiore ai mille anni trascorsi tra i tempi di Tolomeo e l'epoca moderna; e al momento del collasso intorno alla nana bianca dovrebbe formarsi una nebulosa planetaria. Mille anni sono tanti per gli uomini, ma su scala cosmica sono un tempo brevissimo, e secondo la teoria troppo breve per questa trasformazione.
Come spiegare allora questo cambiamento di colore di Sirio? Dal punto di vista logico ci sono tre spiegazioni, o meglio tre famiglie di spiegazioni, senza che sia possibile concludere con certezza per una delle tre:
- È un falso problema: non c'è stato alcun cambiamento di colore: i sostenitori di questa tesi pensano che non si debba dare troppo peso alle fonti antiche, e che sia tutto un equivoco nato da errori di traduzione e di interpretazione, licenze poetiche, interpolazioni di copisti ecc.ecc.
- Il cambiamento di colore c'è stato; gli antichi vedevano Sirio B, una gigante rossa giunta al suo ultimo stadio; per sostenere questa tesi occorre ovviamente ammettere che l'attuale teoria dell'evoluzione di una stella possa essere ancora imprecisa e che sia possibile il passaggio dallo stadio di gigante rossa a quello di nana bianca in tempi più brevi o con modalità diverse da quelle previste sulla carta.
- Il cambiamento di colore c'è stato ma è dovuto ad un altro fattore: alcuni hanno proposto l'idea che Sirio B pur essendo già degenerata in nana bianca nell'antichità possa aver subito una momentanea eruzione di idrogeno dal nucleo che l'avrebbe riportata per qualche secolo a uno stato simile a quello di gigante rossa; altri hanno riesumato l'ipotesi ottocentesca che davanti a Sirio possa essere transitata una nube di polvere cosmica che abbia per qualche tempo arrossato il colore della stella.
La prima ipotesi è certo la più facile; le fonti antiche possono essere fraintese, ci possono essere stati errori di copiatura ecc.ecc. È un'ipotesi che non può assolutamente essere esclusa; però sembra poco verosimile che ci siano stati errori tutti dello stesso segno in fonti lontane una dall'altra. Se quella di Orazio può anche essere una licenza poetica,
particolarmente difficile è mettere in discussione le affermazioni di Seneca e di Tolomeo, che sono attendibili e corrette per tutte le altre stelle che nominano e cadrebbero in errore (o sarebbero state corrotte) solo per Sirio.
La seconda ipotesi può far storcere il naso a molti, ma non dimentichiamo che le teorie scientifiche sono congetture che debbono sempre essere sottoposte a verifica sperimentale, e riviste alla luce dei dati osservati; la cosa è particolarmente delicata per le teorie astronomiche che hanno ridotte possibilità di verifica sperimentale; per i tempi lunghi poi tali verifiche sono ovviamente impossibili.
La moderna teoria dell'evoluzione stellare trova conferma sperimentale quando dà ragione della distribuzione delle stelle nel
diagramma H-R, ma non è mai stata verificata sperimentalmente per quanto riguarda i tempi!
Insomma sembra davvero difficile considerare fuori discussione i tempi previsti per le varie fasi della vita di una stella, in particolare per le fasi di transizione che sono le più complesse da modellare teoricamente! In proposito D.Sciama nel suo "Cosmologia moderna" scrive:
Quando alla fine anche l'elio è consumato, la stella si contrae di nuovo, ma questi ultimi stadi dell'evoluzione non sono altrettanto chiari quanto quelli precedenti ...
La terza ipotesi è piuttosto una famiglia di possibili spiegazioni; la più interessante è la prima che in fondo potrebbe rientrare nel discorso precedente come una possibile variante nella teoria dell'evoluzione stellare. Sembra invece improbabile l'idea della nube di polvere che avrebbe dovuto attenuare considerevolmente la luminosità di Sirio (vedi sotto).
Un problema connesso a quello del colore è quello della luminosità di Sirio; se fosse vera l'ipotesi b, una gigante rossa a soli 8 AL dalla Terra avrebbe dovuto essere molto più luminosa di oggi, con una
magnitudine di -4 o -5, paragonabile quindi a quella di Venere e ai limiti della visibilità in pieno giorno, di gran lunga superiore a ogni altra stella.
Purtroppo nell'antichità non esistevano metodi attendibili per misurare la luminosità delle stelle che venivano solo classificate per magnitudine (1a, 2a, 3a ...); il catalogo di Tolomeo definisce Sirio fulgentissima attributo che non viene usato per nessun altra stella; oggi Sirio ha magnitudine -1.5 piu' di Canopo (-0.7) e di Vega e Arturo (0.0), una differenza non molto apprezzabile all'occhio nudo. Un indizio, non una prova che Sirio fosse più luminosa di oggi. Questa ipotesi potrebbe anche spiegare l'enorme importanza che gli antichi egizi attribuivano a questa stella, un'importanza che oggi può apparire sproporzionata. Ma anche questo è solo un indizio non certo una prova.
Fonti e collegamenti
