Anno luce

Una distanza, non un tempo

Il nome fa pensare a una durata, ma l'anno luce misura una distanza. È la strada che la luce percorre nello spazio vuoto in un anno.

La luce percorre quasi 300.000 km ogni secondo. Moltiplicando per il numero di secondi in un anno si ottengono circa 9.460 miliardi di km. Per questo scopo l'Unione Astronomica Internazionale definisce l'anno come un anno giuliano di esattamente 365,25 giorni.

Numeri come migliaia di miliardi di chilometri sono difficili da immaginare e scomodi da scrivere. Dire che una stella dista 4 anni luce è più breve e porta un vantaggio in più: ti dice anche che la luce che vedi è partita da quella stella circa 4 anni fa.

Tre metri di misura: UA, anno luce e parsec

Gli astronomi scelgono l'unità adatta al compito, così come useresti i centimetri per un libro e i chilometri per un viaggio in auto.

L'unità astronomica, o UA, è la distanza media tra la Terra e il Sole, circa 149,6 milioni di km. Funziona bene all'interno del Sistema solare. Giove si trova a circa 5,2 UA dal Sole e Nettuno a circa 30 UA. Un anno luce equivale a circa 63.000 UA.

Il parsec è l'unità che gli astronomi professionisti preferiscono spesso per stelle e galassie. Equivale a circa 3,26 anni luce. Il nome viene da parallasse di un secondo d'arco, perché è legato direttamente al metodo della parallasse descritto più avanti. Le grandi distanze si esprimono spesso in kiloparsec (migliaia) o megaparsec (milioni).

Quanto distano stelle e galassie?

La stella più vicina al Sole è Proxima Centauri, una piccola nana rossa a circa 4,24 anni luce. Fa parte del sistema di Alfa Centauri, le cui due stelle più brillanti si trovano a circa 4,37 anni luce. Anche alla velocità delle nostre sonde più veloci, il viaggio richiederebbe migliaia di anni.

Sirio, la stella più brillante del cielo notturno, dista circa 8,6 anni luce. Molte delle stelle visibili senza telescopio si trovano tra qualche centinaio e qualche migliaio di anni luce.

La nostra galassia, la Via Lattea, misura più di 100.000 anni luce da un capo all'altro, e il Sole si trova a circa 26.000 anni luce dal suo centro. La Galassia di Andromeda, la nostra grande vicina, dista circa 2,5 milioni di anni luce. In una notte buia e senza Luna appare come una debole macchia lattiginosa, ed è quindi uno degli oggetti più lontani che l'occhio umano possa vedere senza strumenti.

Misurare le distanze con la parallasse

Tieni un dito davanti al viso e chiudi prima un occhio, poi l'altro. Il dito sembra saltare rispetto allo sfondo. Quello spostamento è la parallasse, e più il dito è vicino, più grande è il salto.

Gli astronomi fanno la stessa cosa usando l'orbita terrestre. Fotografano una stella vicina, poi la fotografano di nuovo sei mesi dopo, quando la Terra si trova dalla parte opposta del Sole. La stella si sposta leggermente rispetto a stelle molto più lontane. Misurando quel minuscolo angolo e conoscendo le dimensioni dell'orbita terrestre, la distanza si ricava con semplice geometria.

Gli angoli sono piccolissimi, molto meno dello spessore di un capello visto dall'altra parte di un campo da calcio. La missione Gaia dell'Agenzia Spaziale Europea ha misurato la parallasse di ben più di un miliardo di stelle, costruendo la mappa 3D della nostra galassia più dettagliata finora.

Candele standard per l'universo lontano

La parallasse smette di funzionare quando le stelle sono troppo lontane perché lo spostamento sia misurabile. Per distanze maggiori gli astronomi usano le candele standard, oggetti di cui si conosce la luminosità reale.

L'idea è la stessa di un lampione. Se sai quanto è davvero luminosa una lampadina, quanto appare debole ti dice quanto è lontana. Le variabili Cefeidi sono un esempio: la loro luminosità pulsa, e la durata della pulsazione rivela la loro luminosità reale. Henrietta Leavitt scoprì questa relazione all'inizio del Novecento.

Ancora più lontano, un certo tipo di stella che esplode, chiamata supernova di tipo Ia, fa da candela standard molto brillante. Queste esplosioni sono visibili a miliardi di anni luce. Ogni metodo viene verificato con quello precedente, per cui gli astronomi chiamano l'intera catena scala delle distanze cosmiche.

Perché è importante

La distanza è una delle cose più difficili da misurare in astronomia, eppure quasi tutto dipende da essa. Senza sapere quanto è lontana una stella, non possiamo ricavarne la luminosità reale, le dimensioni o l'età.

L'anno luce ci ricorda anche che vedere non è mai istantaneo. Quando guardi Andromeda, vedi luce partita da lì prima che esistessero gli esseri umani moderni. Distanza e storia sono intrecciate in ogni sguardo al cielo notturno.