ASTROFISICA

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DI CORRADO RUSCICA*

UNA STELLA PULSANTE

SCOPERTA PER CASO

INDIVIDUATA DA UN GRUPPO DI ASTROFILI NEL SISTEMA DI EPSILON LYRAE, GRAZIE AI DATI DEL SATELLITE TESS

» Il satellite Tess della Nasa, cacciatore di esopianeti e non solo. ASTROFISICA

Epsilon Lyrae, nota anche come la “doppiadoppia”, è un sistema stellare quadruplo della costellazione della Lira, vicino alla luminosa Vega, distante circa 160 anni luce dalla Terra. Se viene osservato con un binocolo, può essere separato in due componenti: la stella a nord è denominata Epsilon Lyrae 1 e quella a sud Epsilon Lyrae 2. Distano tra loro non meno di 0,16 anni luce e impiegano centinaia di migliaia di anni per completare un’orbita. Entrambe le componenti di questo sistema stellare possono essere a loro volta separate in due sistemi binari secondari utilizzando un migliore potere risolutivo. Gli astrofili del Marana Space Explorer Center (MarSEC) e della Sezione Nazionale di Ricerca Stelle Variabili dell’Unione Astrofili Italiani (Ssv Uai) hanno scoperto che la luminosità della componente secondaria del sistema binario Epsilon Lyrae 1 è variabile nel tempo e che queste variazioni sono dovute a pulsazioni che causano una deformazione del corpo celeste. Cosmo ha raggiunto Ivo Peretto, classe 1977 di Valdagno (VI), fondatore del gruppo astrofili “Cieli Perduti”, membro della Uai e dell’Aavso (American Association of Variable Star Observers) e dal 2012 direttore e responsabile della sezione di ricerca del MarSEC di Marana Di Crespadoro.

CHE TIPO DI RICERCA VIENE CONDOTTA AL MARSEC SULLE STELLE VARIABILI?

Mi occupo da sempre di stelle variabili, prima come membro dell’Aavso e poi attraverso il gruppo nazionale Grav (Gruppo Ricerca Astrofili Variabilisti) creato con Flavio Zattera e successivamente confluito nella Sezione Stelle Variabili della Uai. I programmi osservativi sono vari, dal monitoraggio di alcuni tipi di stelle, che ci vede partecipi di campagne internazionali (ne abbiamo appena conclusa una sulle variabili Polari-Intermedie durata circa un anno), alla scoperta di nuove stelle variabili (al momento siamo arrivati all’identificazione di 49 nuove variabili). Grazie alla camera Ccd, siamo in grado di fare fotometria, ossia studiare le curve di luce, la variabilità temporale e il comportamento di particolari stelle, con lo scopo di descriverne le caratteristiche fisiche principali, come il periodo di pulsazione e la tipologia. Gli astrofili che desiderano diventare ricercatori del MarSEC passano attraverso una fase di training, per imparare ad acquisire e a elaborare correttamente i dati. Da poco più di un anno, stiamo seguendo il progetto Exoclock che ha lo scopo di monitorare le eclissi causate dai pianeti extrasolari per migliorare le effemeridi di Ariel, la futura missione dell’Esa che verrà lanciata presumibilmente nel 2029-30.

PERCHÉ EPSILON LYRAE? CHE COS’HA DI SPECIALE?

Epsilon Lyrae è stato un caso speciale, innanzitutto perché è la doppiadoppia più famosa del cielo. Spesso, quando parliamo di stelle doppie, facciamo osservare al pubblico proprio questo sistema binario nel periodo primavera-estate, perché se a occhio nudo si vede un unico

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astro, basta un semplice binocolo per scoprire che in realtà si tratta di una stella doppia. Ma se si osserva con un ingrandimento maggiore, ci si accorge che ognuna delle due componenti possiede a sua volta una compagna, con lo stupore assicurato da parte del pubblico che guarda nell’oculare del telescopio. La scoperta che una di queste quattro stelle è anch’essa variabile, mai censita prima, è stata sorprendente ed entra di diritto tra quegli eventi che si possono raccontare con orgoglio al pubblico.

COME SIETE ARRIVATI ALLA SCOPERTA?

Direi che il termine giusto è “serendipità”. Come dico sempre al mio gruppo di giovani ricercatori, abbiamo a disposizione molti terabyte di dati forniti dalle survey che possono aiutarci a comprendere gli oggetti celesti che stiamo studiando. Se costruiamo un modello e ipotizziamo che sia corretto, allora ci aspettiamo che i dati delle varie survey si “adatteranno” alla nostra teoria. Nel caso in questione, stavo monitorando con il mio gruppo un’altra stella, ma vale sempre la pena controllare ciò che c’è nei dintorni, dato che abbiamo a disposizione le survey. È stato proprio in questa occasione che, consultando i dati del telescopio spaziale Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite), ci siamo imbattuti nella curva di luce di Epsilon Lyrae e ci siamo accorti che la luminosità della stella variava con una certa regolarità. Ho chiesto ai collaboratori di verificare se questa variabilità fosse nota e ben presto l’eccitazione si è smorzata, perché in quel campo di vista veniva indicata una sospetta variabile NSV 11301. In seguito a una più attenta analisi, è risultato però che fosse Epsilon Lyrae 2 la vera sospetta variabile, mentre stavamo monitorando Epsilon Lyrae 1 che nessuno aveva mai analizzato così in dettaglio. Così abbiamo realizzato che avevamo trovato qualcosa di davvero straordinario.

*CORRADO RUSCICA HA STUDIATO ASTRONOMIA ALL’UNIVERSITÀ DI BOLOGNA E DI MILANO E GIORNALISMO SCIENTIFICO ALL’UNIVERSITÀ DI FERRARA, HA COLLABORATO CON GIORNALI ON LINE ED È AUTORE DI TESTI DI DVULGAZIONE ASTRONOMICA. » Gli studenti impegnati in uno stage di Pcto alla cupola di ricerca del MarSEC (cortesia MarSEC/Elisa Ercego).

CHE RUOLO HANNO AVUTO

GLI STUDENTI IN QUESTO RISULTATO?

Abbiamo avuto la possibilità di ospitare dei ragazzi degli ultimi

» Dal cielo al sottosuolo: il sistema carsico scoperto sotto le fondamenta del MarSEC.

anni delle scuole superiori per un programma di Pcto (Percorsi per le Competenze Trasversali e per l’Orientamento), stimolati anche dai suggerimenti della Uai. Ciascuno di questi studenti viene indirizzato verso quelle competenze

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SCIENZA E DIVULGAZIONE AL MARSEC

Il MarSEC è un moderno polo scientifico, nato dall’ampliamento di una precedente struttura già gestita dal gruppo astrofili “Cieli Perduti”. Sito a 800 metri, tra le Piccole Dolomiti e la Lessinia, nell’Alta Valle Del Chiampo, in provincia di Vicenza, MarSEC è dotato di una sala conferenze multimediale con una capienza di un centinaio di posti a sedere, adatta sia per la divulgazione in presenza che da remoto, e di una sala regia con quattro telecamere, di cui è artefice il presidente Flavio Zattera. La sala conferenze è parte del museo dell’astronautica “Rocco Petrone” che si sviluppa attorno al planetario ed è membro della Nasa Museum Alliance. Il planetario è un anfiteatro con comode poltrone reclinate, sormontato da una cupola di 7,5 metri di diametro con un proiettore centrale digitale. Può contenere fino a 41 persone ed è utilizzato per proiettare video fulldome o il cielo stellato mediante un apposito software. Le cupole sono due, entrambe del diametro di 5 metri (foto). Una si trova sul terrazzo panoramico ed è dedicata alla divulgazione, l’altra alla ricerca astronomica. La cupola didattica ospita un telescopio Ritchey-Chrétien da 320 mm, mentre la cupola di ricerca è dotata di un telescopio con la stessa configurazione ottica ma da 360 mm e camera CCD dedicata. Durante gli scavi di ampliamento è stato intercettato un sistema carsico che è stato salvaguardato per farlo diventare un luogo di didattica della geologia, allestito dal gruppo speleologico Proteo di Vicenza. Le attività del MarSEC sono molteplici, dalla divulgazione al pubblico con aperture anche domenicali, alla didattica destinata sia ai soci del gruppo astrofili che alle scuole di ogni ordine e grado. La divulgazione è praticata nello spirito della Uai, di cui il MarSEC è Delegazione Territoriale. Si prevede per il prossimo futuro un ampliamento dell’offerta nel mondo dell’astronomia inclusiva, secondo i progetti che la Uai sta portando avanti da qualche anno. a loro più congeniali quali didattica, divulgazione o ricerca. In particolare, coloro che ci hanno seguito nel percorso di ricerca sono stati formati esattamente come gli altri membri del MarSEC seguendo alcune ore di teoria e poi facendo molta pratica nella cupola dedicata alle osservazioni. Stefano Lora (direttore Didattica e Divulgazione del MarSEC) si è occupato della loro formazione teorica, mentre io e Giuseppe Peretto ci siamo dedicati alla pratica (acquisizione dei dati al telescopio). Alcuni di questi studenti, terminata l’esperienza Pcto, si sono talmente appassionati all’astronomia che sono diventati soci del MarSEC e hanno continuato il loro lavoro di ricerca, alternandolo agli impegni scolastici. Quando vengono programmate le sessioni osservative, cerchiamo di concentrarci su alcuni target ben precisi per ottimizzare il lavoro ed è stato per questo che Giovanni Furlato e Matilde Barbieri (due ragazzi ex-Pcto) hanno fatto parte del progetto di monitoraggio di alcune stelle nella costellazione della Lira. Una volta scoperta la variabilità della stella compagna di Epsilon Lyrae 1, ci siamo suddivisi il lavoro con la mia supervisione, per mettere insieme tutti i tasselli del puzzle che ci ha permesso di ottenere questo risultato inaspettato.

CHE COSA EMERGE

DA QUESTA SCOPERTA?

Se si analizza la curva di luce come viene fornita dai dati del satellite Tess, si deducono alcune peculiarità: innanzitutto si nota che Epsilon Lyrae 1 varia in maniera regolare con un andamento piuttosto modulare, il che

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» La coppia stellare del sistema binario Epsilon Lyrae e le relative curve di luce delle due componenti binare (cortesia I. Peretto/MarSEC).

suggerisce la presenza di più periodi di pulsazione. La forma della curva di luce indica che si tratta di una stella simile a Gamma Doradus, una stella della costellazione del Dorado, distante circa 66 anni luce, prototipo della classe di stelle variabili che vengono chiamate per questo “Variabili Gamma Doradus”. Abbiamo a che fare con una stella che pulsa in maniera “non radiale”, cioè non tramite dei semplici aumenti e diminuzioni del suo raggio, ma con movimenti più complessi, che deformano la sua struttura. I dati della fotometria di Tess hanno una risoluzione angolare di circa 2 primi d’arco, mentre le stelle in questione sono separate di appena 2,3 secondi d’arco. Quindi, dalla sola analisi fotometrica era impossibile identificare quale delle due stelle fosse variabile. Cercando negli archivi liberamente accessibili, abbiamo scoperto che in un lavoro del 1995 erano state individuate le classi spettrali delle due stelle, A per la più luminosa e F per la più debole. Dopo esserci confrontati con i responsabili del Vsx (Variable Stars Index) dell’Aavso, abbiamo concluso che la stella variabile era la più debole. Questo ci ha permesso di ricavare un periodo di pulsazione principale di 0,415 gioni (10 ore) e siamo stati in grado di discriminare anche un secondo periodo di 0,468 giorni. Il nostro lavoro è stato così presentato alla Vsx, che lo ha accettato per la pubblicazione nel catalogo dell’Aavso. Uno straordinario risultato di un’ottima collaborazione tra amatori e professionisti, con il valore aggiunto dato dal coinvolgimento degli studenti.