I sistemi stellari binari
Guardare il cielo notturno senza stupirsi dell’immenso numero di quei puntini luminosi che lo ricoprono è veramente un’impresa ardua. Ma lo stupore diventerebbe ancora maggiore se potessimo vedere da vicino la maggior parte di quei puntini scoprendo che molti di loro sono in realtà dalla somma di due, tre o più puntini. Circa la metà elle stelle della Via Lattea si trova in sistemi stellari multipli, e questo ci dà la possibilità di studiare direttamente alcune proprietà fisiche delle stelle che li compongono.
Le leggi di Keplero sono nate per descrivere il moto dei pianeti attorno alla propria stella. In realtà, però hanno una validità più generale e possono essere usate per il moto di qualunque corpo orbitante, anche se si tratta di stelle attorno ad altre stelle. Sfruttandole è possibile ricavare le masse dei corpi che orbitano, ottenendo così il parametro fondamentale che determina la storia e l’evoluzione futura dei corpi stellari.
Le stelle binarie vengono classificate in base alla modalità con cui possono essere scoperte:
- Binarie ottiche: traggono in inganno, perché non sono veramente binarie ma stelle che per prospettiva sembrano esserlo. Ne segue che non possano essere usate per misurare la massa delle stelle componenti in quanto non costituiscono un sistema con interazione gravitazionale.
- Binarie visuali: sono stelle binarie che si riescono a separare visivamente. Se il periodo orbitale non è troppo lungo, è possibile monitorare completamente il moto delle due componenti e conoscendone la distanza del sistema si può calcolare quanto distano una dall’altra.
- Binarie astrometriche: se una delle due componenti è molto più luminosa dell’altra, vedere la compagna più fioca può essere molto difficile o addirittura impossibile. Tuttavia il moto della componente visibile continua ad essere influenzato dalla presenza della compagna e tenderà quindi ad oscillare a causa dell’orbitazione. Misurando queste oscillazioni si può risalire anche alle caratteristiche della compagna.
- Binarie a eclissi: se le due stelle orbitano in un piano non molto inclinato rispetto alla direzione da cui le osserviamo, ci sarà un momento dell’orbita in cui ognuna delle due stelle passa di fronte all’altra, ostruendo il percorso della luce da questa proveniente. Si tratta di una vera e propria eclissi, come quelle che oscurano il nostro Sole nel momento in cui la Luna gli passa davanti. Scoprendo tale riduzione di luminosità tramite la strumentazione, è possibile scoprire la presenza di un sistema binario e dettagli riguardo le dimensioni e la luminosità delle singole componenti.
- Binarie spettrali: quando una sorgente è in allontanamento, la radiazione che emette si distende, mentre quando è in avvicinamento si comprime: è quello che è noto come effetto Doppler e che è ben noto anche nella vita di tutti i giorni quando percepiamo l’asimmetria nel suono di una sirena che prima si avvicina e poi si allontana da noi. Lo stesso fenomeno si presenta con la radiazione stellare: durante un’orbita attorno ad una compagna di sistema la nostra stella ciclicamente tende ad allontanarsi ed avvicinarsi a noi (anche in questo caso, se il piano orbitale è poco inclinato). Studiando l’effetto Doppler su una stella è quindi possibile capire se si tratta di un sistema binario.
