Guida alle costellazioni - Regioni celesti scelte/Perché l'emisfero australe è più ricco di quello boreale?

La domanda non è né scontata, né tantomeno peregrina. Chiunque abbia un po’ di confidenza con le carte celesti si sarà reso conto che nell’emisfero celeste australe vi è una maggiore abbondanza di stelle brillanti e visibili a occhio nudo rispetto all’emisfero celeste boreale, che invece appare molto più povero, specialmente lungo la Via Lattea fra l’Aquila e Cefeo, oppure fra Giraffa e Auriga. Chi poi ha osservato il cielo a sud dell’equatore anche da dentro un’area urbana, si è reso conto ancor di più della differenza coi cieli boreali, tanto che persino coloro che non hanno alcuna conoscenza specifica della materia astronomica riferiscono la classica frase “a sud il cielo è più basso”.

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Regioni celesti scelte

Curiosità galattiche

Carte di dettaglio dei principali ammassi Guida alle costellazioni - Regioni celesti scelte/Carte di dettaglio dei principali ammassi

Bibliografia Guida alle costellazioni - Regioni celesti scelte/Bibliografia

Confronto fra i due emisferi: boreale in alto e australe in basso. La magnitudine limite delle carte è 5,0.

I numeri danno ragione alle impressioni visive: le prime tre stelle più brillanti del cielo si trovano nell’emisfero sud, e sebbene il conto delle stelle di magnitudine più brillante di 1,0 sia 7 per entrambi gli emisferi, se si aggiungono le stelle fino alla magnitudine 2,0 si arriva a un rapporto di 29 a 20 a favore dell’emisfero australe. Anche per gli oggetti del profondo cielo più appariscenti si registra una simile disparità, specialmente per quelli interni alla Via Lattea (ammassi e nebulose) o nelle sue immediate vicinanze.

Sebbene alcune delle cause siano effettivamente legate al caso, come la presenza delle Nubi di Magellano nei pressi del polo sud celeste o la presenza di Sirio e Alfa Centauri, che però sono così luminose principalmente perché transitano a breve distanza dal Sole, per altro muovendosi assai rapidamente tanto che Sirio era nell’emisfero nord fino a poche decine di migliaia di anni fa, per altre vi sono delle ragioni più profonde.

La posizione del Sole

La posizione del Sole nel disco galattico è una delle ragioni più importanti, ma non è in grado da sola di spiegare la differenza e anzi può ingannare.

Il Sole si trova sul bordo interno dello Sperone di Orione, ossia, come si è già visto in altri passaggi del libro, un braccio minore che si ramifica dal più interno Braccio del Sagittario e sembra collegarsi esternamente col Braccio di Perseo; ne consegue che osservando in direzione del centro galattico e in particolare nella fascia fra l’Aquila e il Compasso, gli oggetti galattici si trovano a grande distanza, al di là della regione inter-braccio che ci separa dal Braccio del Sagittario. Al contrario, il tratto fra il Cigno e le Vele contiene stelle e oggetti appartenenti al nostro braccio di spirale, che pertanto saranno molto più vicini e meglio osservabili.

Ciò però giocherebbe paradossalmente contro ciò che si osserva, perché gran parte del Braccio di Orione è effettivamente visibile nell’emisfero boreale, per cui le stelle di grande massa e le regioni di formazione stellare di questo braccio, che sono più vicine rispetto a quelle del Braccio del Sagittario, dovrebbero essere visibili in massima parte nell’emisfero boreale: ciò invece avviene solo in parte e specialmente nel tratto fra Perseo e le Vele, mentre in altre regioni, in particolare nel Cigno e nell’Unicorno, vi sono pochi oggetti davvero brillanti.

La Cintura di Gould

Il tratto australe della Cintura di Gould.

La Radcliffe Wave, scoperta nel 2020.

Benjamin Gould, vissuto nell’Ottocento, fu uno dei primi astronomi a interrogarsi sulla ricchezza di stelle brillanti nell’emisfero australe, tanto che passò gli ultimi anni della sua vita a studiarne gli ammassi stellari e le disposizioni stellari. Notò che fra Perseo e lo Scorpione, passando per Orione e la Nave Argo, si trova una grande concentrazione di stelle brillanti, in gran parte azzurre e bianco-gialle, che forma una cintura larga circa 20° e inclinata rispetto al piano galattico di circa 30°, che interseca la Via Lattea in direzione delle Vele e che comprende le costellazioni di Perseo, Toro, Orione, Lepre, Cane Maggiore, Poppa, Vele, Carena, Mosca, Croce del Sud, Centauro, Lupo e testa dello Scorpione.

Questa fascia di stelle brillanti è nota oggi come Cintura di Gould in suo onore ed è effettivamente la principale responsabile della grande ricchezza di stelle nell’emisfero australe.

La Cintura di Gould è suddivisibile in alcune macro-regioni, in base all’età media delle sue componenti: la sezione fra Scorpione e Croce del Sud è fra le più giovani e costituisce l’Associazione Scorpius-Centaurus, descritta ampiamente nelle sezioni del libro; la parte centrale, fra Cane Maggiore e Carena, è formata da stelle di età stimata fra 40 e 60 milioni di anni; il tratto di Orione comprende una sovrapposizione di regioni di formazione stellare antiche e recenti, dove le popolazioni stellari più vecchie, ormai nella fase di gigante, hanno un’età di 10-20 milioni di anni e si trovano in primo piano (Betelgeuse, Rigel, la Cintura di Orione), mentre in posizione più remota vi è il sistema della Nebulosa di Orione, con stelle molto più giovani; infine fra Toro e Perseo si trova un’altra sezione più antica, con stelle di età stimata sui 50-60 milioni di anni.

Diversi studiosi concordano sul fatto che la Cintura di Gould sia ciò che resta di un lungo processo di formazione stellare a catena avvenuto in più tappe e propagatosi in varie direzioni, lungo una fascia di complessi nebulosi molecolari chiamata da alcuni Anello Lindblad, esteso per oltre 2000 anni luce.

Radcliffe Wave e Fenditura del Cigno

A complicare questo quadro vi è la presenza di ulteriori grandi strutture nebulose, in grado non solo di interagire con le regioni fin qui descritte, ma anche di influenzare la visibilità di stelle e oggetti. La Via Lattea in direzione dell’emisfero boreale è particolarmente ricca di complessi nebulosi e il motivo è che proprio in questa direzione si osserva gran parte del Braccio di Orione; nelle galassie a spirale ricche di gas, molti dei loro bracci sono attraversati parallelamente al loro asse centrale da lunghi e complessi sistemi nebulosi densi e opachi e in ciò la Via Lattea non fa eccezione.

Da molti decenni sono infatti noti i vasti sistemi nebulosi che oscurano buona parte della Via Lattea boreale, ma solo nel 2020 gli studiosi si sono resi conto che questi formano probabilmente un’unica struttura, chiamata Radcliffe Wave (Onda Radcliffe) in onore dell’Istituto Radcliffe, dove gli studi si sono svolti. Questa “onda” si mostra come una struttura arcuata che oscura quasi totalmente la Via Lattea fra Toro, Perseo e parte settentrionale di Cassiopea e soprattutto di Cefeo; in quest'ultima si trovano, al di là di queste nubi, ricchissime regioni di formazione stellare, le cui stelle sarebbero in grado in assenza della Radcliffe Wave di popolare l’intera regione di stelle luminose, similmente a ciò che si osserva in direzione della Poppa e delle Vele. Sempre la Radcliffe Wave è la responsabile dell’apparente interruzione della Via Lattea in direzione di Perseo e Giraffa: in questo tratto i suoi complessi nebulosi si trovano più vicini al Sole (circa 400 anni luce) e sono in grado di oscurare completamente i campi stellari galattici.

Una seconda grande struttura nebulosa è invece la ben nota Fenditura del Cigno, che maschera l’immensa regione di formazione stellare di Cygnus X, la quale, senza la Fenditura a fare da ostacolo, apparirebbe di gran lunga come la regione di formazione stellare più brillante del cielo (più anche della celebre Nebulosa della Carena) con diverse stelle di magnitudine 1 e 2 concentrate in pochi gradi di volta celeste.

Un ulteriore forte oscuramento è dato, più a sud, dalla Fenditura dell’Aquila, un altro denso complesso nebuloso distante circa 500-800 anni luce, responsabile dell’apparente assenza di stelle giovani e ricchi campi stellari in direzione dell’Aquila e soprattutto dell’Ofiuco.