Sbagliando s'impera

Io sono molto miope e vivo in una città che produce un sacco di inquinamento luminoso, e dunque mi è molto difficile parlare del colore della stelle. Ma so che le stelle sono colorate.

Betelgeuse / wikipedia.org

Rigel / wikipedia.org

Capella / wikipedia.org

Vega / wikipedia.org

Antares 7 wikipedia.org

Apprendo però da un articolo su Discover che non ci sono stelle verdi, e perché:

Why are there no green stars? | Bad Astronomy | Discover Magazine

Prendete un lanciafiamme e scaldate una barra di ferro (è un esperimento mentale, non fatelo realmente!): dopo un po’ diventerà rossa, poi arancione, poi bianco-bluastra. Poi fonderà.

Perché? Perché ogni oggetto al di sopra dello zero assoluto (circa –273 °C ) emette “luce”. Quanta luce, e con quale lunghezza d’onda, dipende dalla temperatura: più l’oggetto è caldo, più breve è la lunghezza d’onda della “luce” che emette. Gli oggetti più freddi emettono onde radio, quelli più caldi luce ultravioletta o raggi X. Soltanto entro un range molto piccolo di temperature gli oggetti caldi emettono luce visibile all’occhio umano (grosso modo le lunghezze d’onda tra i 300 e i 700 nanometri).

Ma gli oggetti non emettono luce di una sola lunghezza d’onda, ma emettono fotoni in una gamma di lunghezze d’onda, che formano una “firma” caratteristica: lo spettro del corpo nero. Più o meno così. In ascissa avete le lunghezze d’onda della luce emessa, in ordinata la loro intensità. La curva è a campana, ma asimmetrica. All’aumentare della temperatura di un oggetto, la curva si trasla verso sinistra, verso lunghezze d’onda più corte.

discovermagazine.com

Un oggetto a 4.200 °C ha il picco del suo spettro in corrispondenza dell’arancione. Scaldiamolo a 5.700 °C, la temperatura del Sole, e il picco si sposta tra verde e blu. Scaldiamolo ancora e ci muoviamo al blu, al violetto, e infine all’ultravioletto: le stelle più calde non emettono luce a noi visibile.

Un momento: ho detto che il Sole ha un picco tra verde e blu. E allora perché non lo vediamo verde-blu?

Ma allora non eravate attenti! Abbiamo detto che non emette una sola lunghezza d’onda, ma una gamma di lunghezze d’onda che, come vedete nel grafico, abbraccia tutta la luce visibile. Come abbiamo imparato a scuola dall’esperimento del prisma, quando mescoliamo i colori dell’iride il risultato è il bianco. Sì, il bianco: la luce solare è bianca, non gialla come disegnano il sole i bambini, e infatti le nubi e la neve (e le pagine bianche) le vediamo bianche.

OK, tutto chiaro, adesso. Ma, mi direte, sicuramente posso girare le manopole della temperatura in modo da produrre una gamma di lunghezze d’onda che mi produca una stella rossa come Betelgeuse, blu come Rigel, gialla come Capella, zaffiro come Vega, arancio come Antares, verde come …

No, verde no. Ma non è colpa delle stelle, è (prevalentemente) colpa del nostro sistema nervoso.

I nostri occhi hanno due tipi di recettori, i coni e i bastoncelli. I bastoncelli sono fondamentalmente sensibili all’intensità della luce, non alla sua lunghezza d’onda, e quindi qui non ci interessano. Ci sono 3 varietà di coni, ognuno particolarmente sensibile a una lunghezza d’onda (cioè a un colore): al rosso, al verde, al blu.

Una fragola, ad esempio, eccita dannatamente i “coni del rosso” e lascia indifferenti quelli del verde e del blu. Ma, come abbiamo detto, la maggior parte degli oggetti non emette o riflette una sola lunghezza d’onda (un solo colore.) Un’arancia eccita i coni del rosso circa il doppio di quanto non ecciti i coni del verde, e lascia in quiete i coni del blu. Quando il cervello riceve questo tipo di messaggio dai tre tipi di coni lo interpreta come “arancio”. Se gli arriva eccitazione dai coni del rosso e del verde in misura grosso modo eguale, lo interpreta come “giallo”, e così via.

wikipedia.org

Adesso tornate a guardare il primo grafico e osservate come si modifica la curva, spostandosi verso sinistra e diventando più appuntita quando la stella si riscalda, spostandosi verso destra e appiattendosi quando la stella si raffredda. Per avere una stella verde sarebbe necessaria una stella di media temperatura ma con uno spettro appuntito e centrato sul verde. Ma questo non è possibile. Niente stelle verdi.