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Cosa sono le magnitudini stellari

Un concetto astronomico fondamentale nacque quasi duemila anni fa ed oggi è usatissimo da tutti gli appassionati di astronomia

La scala delle magnitudini fu inventata dall’antico astronomo greco Ipparco attorno al 150 a.C. Egli divise in classi (dette appunto “magnitudini” o “grandezze”) le stelle visibili ad occhio nudo in ordine di luminosità.
La prima magnitudine comprendeva le stelle più brillanti mentre la sesta era la classe delle ultime stelle visibili ad occhio nudo. L’astronomia moderna ha adottato ed esteso il suo sistema ad astri più luminosi della prima magnitudine di Ipparco e più deboli della sesta.

Ad esempio Sirio, Canopo, Alfa Centauri e Arturo hanno magnitudine negativa (rispettivamente -1.4, -0.7, -0.4 e -0.04), Venere ha magnitudine -4, la Luna piena -14, il Sole -26. Dall’altra parte, rivolgendoci verso astri via via più deboli, un comune telescopio amatoriale da 114 mm di diametro arriva a mostrare stelle di dodicesima magnitudine e le sorgenti più deboli alla portata degli attuali telescopi professionali sono di trentesima magnitudine.

Sappiamo che l’occhio umano percepisce la luminosità in maniera logaritmica, così ogni incremento di 5 magnitudini corrisponde ad una diminuzione di luminosità di un fattore 100 e fra una magnitudine e la successiva il rapporto di luminosità è di 2,512.

La magnitudine assoluta è la magnitudine che una stella avrebbe se fosse vista da una distanza di 10 parsec, circa 32,6 anni luce. Si tratta quindi di una proprietà intrinseca della stella. Si intuisce facilmente che, fra le stelle visibili ad occhio nudo, quelle con maggiore luminosità assoluta sono quelle più distanti, come ad esempio Deneb, posta a più di 1500 anni luce, la quale è molto più brillante, in senso assoluto, anche di Sirio, che ci appare più luminosa solo perchè dista appena 8.4 anni luce. Il Sole ha magnitudine assoluta di 4,6; cioè, se fosse posta alla distanza di 10 parsec, sarebbe visibile ad occhio nudo ma piuttosto debole (Deneb ha magnitudine assoluta -8: se distasse 10 parsec sarebbe splendentissima e rischiarerebbe la notte).

In genere la magnitudine assoluta delle stelle varia da un massimo di -8 per le più grandi fino a +16 ed oltre per le più piccole. Per fare un confronto con luminosità consuete, una stella di magnitudine -8 sarebbe 40 volte più luminosa di Venere risultando quindi agevolmente visibile in pieno giorno, mentre per osservare stelle di sedicesima magnitudine servono telescopi di almeno 40 cm di diametro.

Alcune stelle, infine, hanno una luminosità variabile ed oscillano, periodicamente o in maniera irregolare, fra diversi valori di magnitudine. Questo accade per cause interne (stelle “pulsanti”) o geometriche (eclissi periodiche con una stella compagna o con nubi opache). Stelle variabili famose sono Mira Ceti, Delta Cephei e Algol, pulsanti le prime due, variabile “ad eclisse” la terza.