Le stelle variabili

Ci sono molti tipi di stelle variabili; alcune sono periodiche, cioè il loro splendore varia con regolarità con un periodo che può essere di qualche ora o di mesi. Altre hanno fluttuazioni di luminosità casuali e irregolari, specie nelle prime fasi della loro vita. Ma a che cosa è dovuta questa variazione ?

Abbiamo visto che una stella è una struttura complessivamente in equilibrio. Tuttavia, i meccanismi che mantengono questo equilibrio non sono perfetti e talvolta si inceppano. In quei momenti, l'energia prodotta e quella emessa non si compensano esattamente.
Per recuperare il suo equilibrio, la stella si mette a "pulsare", cioè si gonfia e si sgonfia finché non si ristabiliscono le sue condizioni normali. È quello che succede ad un pendolo che viene urtato e che si mette ad oscillare per "assorbire il colpo", finché non si ritrova in quiete.

Il cambiamento di splendore di una stella variabile, indicata con la freccia. Per comodità, in questa animazione le variazioni sono state rese molto più rapide di quanto non siano in realtà.

Nelle variabili regolari, il raggio aumenta e diminuisce in modo periodico attorno ad un valore medio. Insieme al raggio variano anche la temperatura, la luminosità e il colore della radiazione emessa dalla stella.
La luminosità della stella può variare da poche volte a qualche centinaia di volte, a seconda della stella.

Come si accorge un astronomo che una stella è variabile ? Qualche tempo fa, per cercare stelle variabili in una regione del cielo, si facevano due fotografie della regione in momenti diversi. Le due lastre fotografiche venivano poi osservate alternandole velocemente. Se in quella regione del cielo c'erano stelle di splendore variabile, le due lastre erano diverse tra loro e l'astronomo se ne accorgeva subito. Infatti le immagini che osserviamo restano sulla nostra retina per una frazione di secondo: alternandone le due lastre, si produce un effetto ottico, una specie di "scintillazione" della stella.

Le variabili regolari hanno una caratteristica importante: tanto più sono luminose, tanto più lentamente varia il loro splendore. Questo fatto è noto come relazione periodo-luminosità delle stelle variabili.
Questa relazione è molto utile, perché permette di conoscere la luminosità assoluta di una stella variabile semplicemente misurando il suo periodo. Misurando poi la luminosità apparente, se ne ricava la distanza.
Le stelle variabili servono per misurare distanze molto maggiori di quelle che si possono ottenere con il metodo della parallasse: fino a 10-20 milioni di anni luce, invece di 300 circa !

Un filmato

Le variabili Cefeidi -
(STScI), MPEG, 548 Kb

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