Le stelle variabili sono stelle la cui luminosità apparente cambia nel tempo. Esse possono presentare variazioni che vanno da pochi millesimi di magnitudine a venti magnitudini in periodi che vanno da frazioni di secondo ad anni. La variazione può essere causata sia da un effettivo cambiamento nella luminosità emessa, sia da un cambiamento nel quantitativo di radiazione che raggiunge la Terra; di conseguenza, le stelle variabili si dividono in:
- Variabili intrinseche la cui luminosità cambia realmente, per esempio a causa di cambiamenti nelle dimensioni dell’astro.
- Variabili estrinseche il cui apparente cambiamento di luminosità è dovuto al diverso quantitativo di radiazione che raggiunge la Terra, per esempio a causa di una compagna che orbita intorno all’astro e che talvolta lo eclissa.
Molte stelle, forse la maggior parte di esse, cambia luminosità nel tempo. Il Sole non fa eccezione: la sua luminosità varia dello 0,1% durante il suo ciclo di undici anni.
Le stelle variabili sono generalmente analizzate utilizzando tecniche fotometriche, spettrofotometriche e spettroscopiche. Le misurazioni dei loro cambiamenti fotometrici possono essere utilizzate per tracciare il grafico della curva di luce, che mostra l’andamento della quantità di radiazione emessa dalla stella nel tempo. L’immagine qui sotto mostra ad esempio il cambiamento di luminosità avvenuto nel corso di un’intera notte di osservazioni di una variabile EW Ursae Majoris:
Il diagramma di fase permette invece di stabilire, per le variabili regolari, il periodo delle variazioni e la loro ampiezza; tuttavia per molte stelle queste quantità possono variare lentamente nel tempo o perfino da un periodo all’altro. I picchi di luminosità sono conosciuti come massimi, mentre gli avvallamenti nella curva sono chiamati minimi.
Dal diagramma di fase è possibile derivare le seguenti informazioni:
– l’esistenza o meno di una periodicità o di una semiperiodicità nelle variazioni
– quale è il periodo della fluttuazione nel caso in cui la variazione sia periodica
– quale è la forma della curva, cioè se è simmetrica o meno, se è angolare o smussata, se ogni ciclo ha uno o più minimi, ecc.
Invece, dallo spettro è possibile derivare le seguenti informazioni:
– quale è la temperatura superficiale della stella e la sua classificazione
– se è una stella singola o una stella binaria (è infatti solitamente possibile separare lo spettro delle due componenti, se la stella è binaria)
– se lo spettro cambia nel tempo (per esempio, la temperatura superficiale della stella può variare nel tempo in modo periodico)
– se i cambiamenti di brillantezza si verificano solo in regioni particolari dello spettro (per esempio, possono verificarsi grandi variazioni di luminosità nella banda del visibile, ma quasi nessuna variazione nell’infrarosso)
– se lo spettro è spostato verso il rosso o verso il blu a causa del periodico espandersi e comprimersi della stella o a causa della sua rotazione o a causa della presenza di gas in espansione nei dintorni dell’astro
– lo spettro può rivelare la presenza di forti campi magnetici
– la presenza nello spettro di anormali linee di assorbimento o emissione può indicare che la stella ha una atmosfera particolarmente calda oppure che è circondata da nuvole di gas.
Gli astronomi non professionisti possono dare un contributo importante allo studio delle stelle variabili, comparando la luminosità di una variabile con quella delle altre stelle che si trovano nello stesso campo e che sono state riconosciute come non variabili. L’American Association of Variable Star Observers (AAVSO) raccoglie le osservazioni degli astronomi non professionisti sulle stelle variabili e le mette a disposizione della comunità scientifica.
Dal nostro osservatorio vengono effettuati studi fotometrici di variabili conosciute e viene fornito supporto all’attività di ricerca del Keyhole Observatory: una struttura presente sul territorio mantovano dedicata principalmente alla scoperta e alla caratterizzazione di nuove stelle variabili.