Il diagramma di Hertzsprung-Russell con annotazioni in italiano. Crediti: Richard Powell/Wikimedia Commons
Ci fu un tempo nel quale Betelgeuse, la più celebre fra le supergiganti rosse, non era rossa. E non stiamo parlando di milioni d’anni addietro. Uno studio pubblicato a fine luglio su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society la colloca fra le stelle di colore tendente al giallo in un’epoca risalente a non più di duemila anni fa. Scoperta la cui portata va ben oltre il solo mutamento cromatico: se Betelgeuse ancora era gialla in tempi così recenti, infatti, anche le previsioni su quanto manca alla sua esplosione come supernova – evento dato da alcuni come imminente – vanno riviste. Ma l’aspetto più interessante del nuovo studio è il metodo: alle conclusioni sulla recente variazione di colore di Betelgeuse si è giunti non con osservazioni ai telescopi, bensì attraverso lo studio di testimonianze storiche come quelle riportate nei manoscritti cinesi della dinastia Han e in testi della Roma antica.
Prima di vedere di quali testi si tratta e che cosa hanno rivelato, conviene soffermarci un istante sul percorso evolutivo di una stella di grande massa qual è appunto Betelgeuse. Tracciandolo sul diagramma H-R – il grafico (lo vedete qui a fianco) che mostra la distribuzione delle stelle in base alla loro temperatura (e dunque il loro colore) e la loro luminosità – è un percorso temporale che parte dalla porzione superiore della sequenza principale per terminare nella porzione superiore del ramo delle giganti rosse. Balza però subito agli occhi che è un percorso attraverso una regione del grafico pressoché vuota, apparentemente senza stelle: è la cosiddetta lacuna di Hertzsprung. A ben guardare qualche stella c’è, ma sono pochissime. Il motivo è presto detto: è una tratta del percorso evolutivo che le giganti compiono in poche migliaia di anni, un tempo brevissimo se rapportato alla vita media di una stella.
L’effimera permanenza nella lacuna di Hertzsprung di una supergigante qual è Betelgeuse è una caratteristica che fa gola agli astronomi: permette infatti di stimare con precisione l’età di una stella che sia colta nell’atto di attraversarla. Vale a dire – essendo un attraversamento in orizzontale da sinistra verso destra, verso temperature progressivamente più basse – colta mentre cambia colore, virando dal giallo al rosso. Non solo: è un intervallo talmente breve – migliaia di anni, appunto – da essere commensurabile con la storia dell’umanità.
E qui entra in gioco la storia, appunto. Se la variazione del colore di una stella in transizione dalla sequenza principale al ramo delle giganti può avvenire nell’arco di pochi secoli, è possibile che esistano testimonianze storiche che la documentano? Se l’è chiesto un team multidisciplinare di ricercatori – astronomi, linguisti, storici e filosofi– guidato da Ralph Neuhäuser dell’università di Jena (Germania), principal investigator di un progetto di ricerca, Terra-Astronomy, che si avvale di “testimonianze terrestri” in senso lato (archivi, disegni e racconti orali, per esempio, ma anche radioisotopi) per studiare gli effetti sul nostro pianeta della variabilità del Sole e di altre stelle vicine. Per rispondere, hanno preso in considerazione stelle non solo visibili a occhio nudo ma delle quali sia anche possibile riconoscere il colore (in particolare, quelle con magnitudine apparente inferiore o uguale a 3,3) e ne hanno cercato la descrizione cromatica nei testi antichi, per metterla a confronto con quella attuale.
Il risultato di quest’indagine è riportato, appunto, nello studio pubblicato su Mnras. E il cambiamento più significativo emerso dall’indagine è proprio quello di Betelgeuse: al contrario, per esempio, di un’altra supergigante rossa oggetto della ricerca, Antares, descritta invariabilmente rossa attraverso i secoli, nel corso degli ultimi duemila anni le testimonianze raccolte suggeriscono che Betelgeuse si sia resa protagonista di una netta mutazione cromatica, passando dal giallo dell’antichità al rosso di oggi.
«La variazione di colore di Betelgeuse in epoca storica rappresenta il primo caso (almeno per una stella così luminosa) in cui vediamo una “stella fissa” non rimanere fissa anche come colore», osserva Neuhäuser. «Già erano state notate stelle che mutavano posizione o luminosità, ora anche il colore. Il cambiamento di colore può essere considerato una delle rare mutazioni osservate nella sfera esterna del sistema aristotelico-tolemaico».
Illustrazione artistica della stella Betelgeuse oscurata da un velo di polvere. Crediti: Eso/L. Calçada
Ma da quali testi emerge questo comportamento camaleontico dell’inquieta gigante di Orione? «Le principali fonti storiche che specificano il colore non-rosso per Betelgeuse sono due: Sima Qian, osservatore cinese che operò intorno al 100 a.C., e Igino, che si ritiene abbia operato tra il 64 a.C. e il 17 d.C (a Roma nei suoi ultimi decenni)», dice a Media Inaf uno degli autori dello studio pubblicato su Mnras, lo storico dell’Università Ca’ Foscari di Venezia Matteo Cosci. Attorno all’anno 100 a.C., l’astronomo di corte cinese annotava che “il bianco è come Sirio, il rosso come Antares, il giallo come Betelgeuse, il blu come Bellatrix”, collocando dunque Betelgeuse cromaticamente a metà strada fra una rossa come Antares e due stelle bianco-blu quali, appunto, Sirio e Bellatrix. E circa un secolo più tardi lo studioso romano Igino, per rappresentare il colore di Betelgeuse, scrive che è come il giallo-arancio Saturno.
«Non c’è contraddizione tra i due osservatori indipendenti», nota Cosci, la cui collaborazione con il gruppo di ricerca di base a Jena risale all’Assemblea generale del 2018 dell’Unione astronomica internazionale. «Fui uno dei pochi storici a intervenire, ma non ero certo l’unico a essere interessato ai temi discussi al panel dedicato alla “comprensione di osservazioni storiche al fine di studiare eventi astronomici transitori”, come recitava il titolo dell’incontro. In quell’occasione fu chiaro a tutti i partecipanti quanto l’agenda di ricerca dell’astronomia avrebbe potuto trarre beneficio da una rigorosa indagine storica condotta nel campo della storia dell’astronomia», ricorda il ricercatore di Ca’ Foscari, oggi alle prese con un progetto dedicato alla cosiddetta supernova di Keplero, della quale ha aggiornato il repertorio delle testimonianze e ristudiato il contributo di Galileo Galilei al dibattito sull’argomento – «e posso garantire che le sorprese non mancheranno neanche su questo versante», promette a Media Inaf.
Tornando allo studio su Betelgeuse e, più in generale, alle attività del gruppo di ricerca di Terra-Astronomy, il compito principale di Cosci, nel suo ruolo di storico, consiste nell’individuare, tradurre e interpretare filologicamente testimonianze osservative rilevanti per ricostruzioni retrospettive di fenomeni astronomici osservabili, oggi come ieri, e metterli quindi a disposizione degli astrofisici che ne studiano i cambiamenti, ne analizzano le variazioni e ne prospettano l’evoluzione futura. «Alcuni dei più meticolosi repertori osservativi si conservano in opere che per molto tempo sono state trascurate», sottolinea Cosci a questo proposito, «in quanto reputate non-scientifiche secondo i nostri standard moderni, ma che in realtà, a saperle leggere e setacciare, possono ancora riservare molti dati di rilievo per l’interprete interessato all’osservazione di fenomeni che attraversano i secoli, come appunto il caso dell’evoluzione cromatica di Betelgeuse dimostra. I dati osservativi che abbiamo potuto raccogliere, infatti, hanno mostrato che circa due millenni fa la supergigante appariva a diversi osservatori di colore giallo-arancione e non rossa come la possiamo vedere oggi. Rilevare questa informazione chiaramente ci dice moltissimo sulla “vita” della stella, sulla sua durata e prevedibile fine».
Già, la prevedibile fine: una fra le conclusioni più interessanti del lavoro di Neuhäuser, Cosci e colleghi riguarda proprio ciò che la datazione del mutamento di colore di Betelgeuse ci può suggerire circa la sua prossima uscita di scena, che si preannuncia spettacolare. C’è qualche possibilità che riusciremo a vederla esplodere come supernova nel corso della nostra vita? È una domanda che intriga tanto gli astronomi quanto gli appassionati, e che conquista le pagine dei giornali a ogni variazione repentina della sua luminosità. Ebbene, se le testimonianze storiche sono corrette – e c’è motivo di ritenerle tali, trattandosi non di semplici impressioni bensì di confronti fra astri di diverso colore – per assistere alla fine di Betelgeuse occorrerà pazientare a lungo. «Il fatto stesso che nell’arco degli ultimi due millenni abbia cambiato colore da giallo-arancio a rosso», spiega Neuhäuser, «ci dice, insieme ai calcoli teorici, che ha una massa pari a 14 volte quella del Sole – e la massa è il parametro principale per definire l’evoluzione delle stelle. Betelgeuse ha ora 14 milioni di anni e si trova nelle sue ultime fasi evolutive. Esploderà finalmente come supernova tra circa 1,5 milioni di anni».
Per saperne di più:
- Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “Colour evolution of Betelgeuse and Antares over two millennia, derived from historical records, as a new constraint on mass and age”, di Ralph Neuhäuser, Guillermo Torres, Markus Mugrauer, Dagmar L. Neuhäuser, Jesse Chapman, Daniela Luge e Matteo Cosci