La storia di Lalande 21185

di Ken Croswell

Tratto da Sky & Telescope, Giugno 1995

( Edizione italiana a cura di Mario Farina)

In alto: Joseph-Jérôme de Lalande (1732-1807) divenne direttore dell'Osservatorio di Parigi nel 1795 e compilò un catalogo della posizione di quasi 50.000 stelle. Oggi questo catalogo è ricordato principalmente per il nome lasciato ad una stella solitaria di settima magnitudine nell'Orsa Maggiore.

In astronomia, le apparenze spesso ingannano e così oggetti piccoli e deboli spesso superano, per importanza o vicinanza alla Terra, quelli più appariscenti.

Avete mai osservato per esempio una nana rossa ? Queste stelle, numericamente tra le più numerose, sono incredibilmente difficili da trovare poichè la loro luminosità intrinseca è molto bassa. Proxima Centauri, famosa per essere la stella più vicina a noi, appare nella Via Lattea come una stellina di magnitudine 11,1. La stella di Barnard in Ofiuco, la stella più vicina visibile dalle medie latitudini dell'emisfero nord, è di magnitudine 9,5. Segue per vicinanza Wolf 359 nel Leone, di magnitudine 13,5. Non siamo ancora arrivati alla quarta stella che già il binocolo diventa uno strumento insufficiente.

Lalande 21185 la si può osservare nelle serate primaverili brillare come un debole puntino infuocato di magnitudine 7,5 nel piede posteriore dell'Orsa Maggiore. Si trova a soli 8,3 anni luce di distanza, poco più vicino di Sirio ma 4.000 volte più debole. Con una magnitudo visuale assoluta di 10,5, emette solo 1/180 della luce del Sole.

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Sono due le stelle dotate di elevato moto proprio nei pressi del piede dell'Orsa Maggiore. Lalande 21185, tipo spettrale M2, dista 8,3 anni luce e brilla con una luminosità pari ad 1/180 di quella del Sole. Groombridge 1830, magnitudine 6,4, è una stella nana di tipo G8, distante 28 anni luce che emette 1/6 della luminosità del Sole. Fotografia di Akira Fujii; mappa stellare a cura di Sky & Telescope.

Sebbene debole ed insignificante, Lalande 21185 ha una storia che si perde negli ultimi due secoli. Deve il suo nome dall'astronomo francese Joseph-Jérôme Lefrançais de Lalande, che la incluse nel suo catalogo e che da allora cadde nel dimenticatoio. Amico di Charles Messier ed autore di diversi libri di astronomia, Lalande era ben noto ai tempi non solo per le sue pubblicazioni ma anche per il suo amore verso la notorietà. Nondimeno, le sue attività spaziavano ben oltre l'astronomia. In un'occasione, per cercare di convincere il pubblico di non aver paura dei ragni, inghiottì diversi esemplari di queste creature ad otto zampe. Nascose nell'osservatorio diversi amici leali alla corona durante la rivoluzione francese e costruì un pallone aerostatico all'età di 67 anni.

Agli astronomi di oggi, Lalande è in realtà noto più che altro per ciò che non riusci a scoprire. Nel 1795, mentre lavorava al suo catalogo, lui o un suo assistente registrarono erroneamente come stella il pianeta Nettuno per due volte, nonostante la posizione fosse differente nella seconda notte rispetto alla prima. Questa svista fu più clamorosa della scoperta del pianeta Urano, effettuata da William Herschel, 14 anni prima. L'esistenza di Nettuno rimase quindi nascosta per altri 51 anni.

Il catalogo di Lalandes, Histoire Céleste Française, fu pubblicato nel 1801. Conteneva quasi 50.000 stelle e, ai tempi, una debole stella nana come 21185 in un catalogo pieno di astri del genere non attirò su di sé attenzioni particolari.

Il primo che portò Lalande 21185 fuori dal mare di stelle anonime fu il direttore dell'Osservatorio di Bonn Friedrich Wilhelm August Argelander, che rilevò la particolare natura della stella nel 1857. Argelander ed il suo assistente stavano compiendo una serie di osservazioni per la grande Bonner Durchmusterung, (Selezione di Bonn), una ricerca effettuata per rilevare posizione e magnitudine di 324.198 stelle (S&T: Aprile 1980, pagina 300).

Lalande 21185 emerse dalle altre stelle perchè Argelander notò che, tra le stelle che stava classificando, questa si era mossa di 5 secondi d'arco verso sud rispetto alla posizione indicata dal catalogo di Lalande. Differiva, inoltre, anche dalla posizione indicata dall'astronomo prussiano Friedrich Wilhelm Bessel che la registrò nel 1830 e nel 1831. Questo stava a significare che la stella si stava muovendo nel cielo a velocità considerevole.

(22K gif) F. W. A. Argelander (1799-1875), direttore dell'Osservatorio di Bonn, scoprì il cambiamento di posizione di Lalande 21185 mentre stava compilando la Bonner Durchmusterung , un catalogo ed atlante stellare.

La misura del moto proprio della stella effettuata da Argelander si discostò di poco da quello che è il valore odierno di 4,8 secondi d'arco per anno. Questo valore ne faceva la terza stella più veloce conosciuta. Le uniche stelle che la superavano erano Groombridge 1830, il cui movimento nel cielo fu scoperto da Argelander nel 1841 (per coincidenza si trova a pochi gradi di distanza), e 61 Cygni, di cui l'astronomo siciliano Giuseppe Piazzi ne scoprì il moto nel 1804.

Fu naturale ritenere che il forte spostamento apparente fosse dovuto alla vicinanza della stella. Nel 1838 Bessel compì la prima misura della parallasse stellare, l'apparente cambio di posizione di una stella rispetto alla altre dovuto al movimento della Terra intorno al Sole, e quindi della distanza di 61 Cygni. Per la prima volta si riuscì a determinare con sicurezza la distanza di una stella rispetto al Sole.

L'ampio moto proprio di Lalande 21185 suggerì ad August Winnecke, collega di Argelander, di cercare di misurarne anche la parallasse. Nel 1858 rilevò che questo valore era estremamente alto e pertanto la stella doveva trovarsi assai vicino: per distanza era seconda solo ad Alfa Centauri. Almeno fino al secondo decennio di questo secolo, quando furono scoperte la stella di Barnard (nel 1916) e Wolf 359 (nel 1918). Nella stessa decade (1916), fu scoperta anche la più debole componente del sistema di alfa Centauri.

Nel ventesimo secolo Lalande 21185 torna nuovamente sotto la luce dei riflettori, al pari di altre stelle vicine, come obiettivo della ricerca dei cercatori di pianeti. Nei primi anni '40, gli astronomi, più che entusiasti, annunciarono che il moto proprio mostrava delle variazioni che potevano essere causate dal tiro gravitazionale di un oggetto coorbitante, forse un pianeta gigante con un periodo orbitale di 8 anni. Ma il "tremolio" della stella, in queste prime osservazioni, era dovuto al telescopio e non alla stella. Per contro, le più recenti e precise osservazioni compiute da George Gatewood e colleghi dell'Allegheny Observatory di Pittsburgh, in Pennsylvania, sono arrivati alla conclusione dell'esistenza di un pianeta (o più pianeti) intorno a Lalande 21185 (Per maggiori informazioni su questa importante scoperta, annunciata a giugno durante il congresso dell'American American Astronomical Society, consultate il Notiziario settimanale di S&T).

Da notare è anche la notevole velocità reale della stella nello spazio: il Sole e Lalande 21185 si stanno infatti muovendo in direzioni opposte. È come se il Sole stesse salendo con una lenta scala mobile e Lalande 21185 stesse scendendo con una veloce. L'alta velocità nello spazio di Lalande 21185, in parte, è responsabile del veloce moto proprio che supera quello di alfa Centauri che si trova, rispetto al Sole, solo a metà strada. Lalande 21185 ha un'elevata componente radiale, avvicinandosi al Sole ad 85 chilometri al secondo.

Sebbene siano vicini, il Sole e Lalande 21185 hanno posizioni differrenti nella Via Lattea. Il Sole è parte del corpo principale del disco galattico e viaggia con un'orbita quasi circolare intorno al centro galattico. Lalande 21185 si muove ad alta velocità perpendicolarmente al piano galattico, in direzione sud, alla velocità di 67 chilometri al secondo. Il Sole, invece, si sposta verso la parte nord del disco galattico ad appena 7 chilometri al secondo.

Le due stelle seguono, quindi, tragitti differenti. La modesta velocità di ascesa del Sole porterà i nostri remoti discendenti a soli 200-250 anni luce al di sopra del piano galattico tra circa 15 milioni di anni, prima che inizi la discesa verso il piano. Alfa Centauri, la cui velocità è tre volte maggiore di quella del Sole, raggiungerà una distanza di 800 anni luce dal piano. Lalande 21185 sta compiendo un percorso più avventuroso. È certamente un visitatore della nostra regione dello spazio interstellare, come se fosse un turista di passaggio, ospite di una tranquilla famiglia.

(30K gif) La posizione delle stelle più vicine al Sole. La griglia, di cui ogni settore rappresenta una regione di 1 anno luce quadrato, è centrata sul Sole e parallela al piano del disco della Via Lattea ; che include il sistema di Alfa Centauri. Le stelle sopra e sotto il piano sono posizionate su linee marcate da riferimenti per ogni anno luce (Le distanze tra le stelle multiple non sono in scala). Dati di Philippe Van.

La grande velocità della stella la porterà ad oltre 4.000 anni luce dal piano galattico. A differenza del Sole e di alfa Centauri, che fanno parte della popolazione che risiede nella parte "sottile" del disco galattico, Lalande 21185 è, apparentemente, un membro della regione più "spessa". Come dice il nome, il disco più esteso si estende sopra e sotto esternamente alla parte interna, più sottile. Secondo le stime attuali, la distanza dal piano galattico tipica di una stella appartenente al disco "sottile" è di 1.000 anni luce, quella delle stelle della regione più esterna ed estesa è di 3.500 anni luce, oltre questa distanza troviamo la regione nota come alone galattico.

Nel prossimo futuro, la stella si avvicinerà al Sole ancora di più, diminuendo la propria distanza di 0,028 anni luce ed aumentando la propria luminosità di 0, 007 magnitudini ogni secolo. La minima distanza la raggiungerà nell'anno 22.000, quando si troverà a soli 4,6 anni luce di distanza e splenderà con una magnitudine pari a 6,2, dopodichè proseguirà la sua corsa per centinaia di anni luce oltre il piano galattico. In seguito, invertirà la rotta per tornare verso il disco. Ma per allora, il Sole si sarà allontanato, e Lalande 21185 probabilmente non ci farà più visita. Si perderà tra le migliaia di miliardi di stelle, portando con se il nuovo pianeta, o i nuovi pianeti, nell'oscurità da cui è venuta.

Ken Croswell è autore di The Alchemy of the Heavens: Searching for Meaning in the Milky Way, un libro divulgativo di introduzione all'astronomia.