Un diagramma HR per ascoltare
il suono degli astri
Il diagramma HR (Hertzprung-Russel diagram, HRD) rappresenta da sempre uno strumento chiave per lo studio delle proprietà fisiche, della struttura della fase evolutiva delle stelle. Si tratta di un diagramma che mostra l’andamento della luminosità delle stelle (in asse y) in relazione alla loro temperatura (in asse x), e che viene spesso declinato nella sua variante osservativa: il diagramma colore-magnitudine (color magnitude-diagram, CMD), dove la luminosità viene sostituita dalla magnitudine assoluta e la temperatura dal colore. Infatti, la magnitudine assoluta corrisponde alla luminosità con l’introduzione della distanza dell’oggetto osservato, mentre il colore è un indicatore della temperatura, tale per cui le stelle blu risultano più calde e quelle rosse più fredde. La funzione esplorativa del diagramma HR si è rivelata estremamente utile nella caratterizzazione dei dintorni solari, degli ammassi globulari situati nell’alone della Via Lattea e della Galassia stessa, soprattutto a seguito del rilascio dei dati della missione Gaia. Essa ha fornito misure di astrometria, distanza e moto proprio delle stelle della Via Lattea precise e accurate come mai prima, tutte direttamente accessibili proprio attraverso il diagramma HR.
Tuttavia, il diagramma HR rimane uno strumento prettamente visuale, che non permette quindi di ottenere informazioni sulle cosiddette serie temporali, ovvero i processi periodici che contraddistinguono alcune stelle, ripetendosi uguali dopo un certo intervallo di tempo (e.g., oscillazioni acustiche, brillamenti, macchie stellari). Tali informazioni derivano da telescopi per la ricerca di pianeti extrasolari come Kepler e TESS (Transit Exoplanet System Satellite), che misurano la variabilità delle stelle ospiti, e sono importanti perché collegate a parametri primari come massa ed età.
Per poter inserire le serie temporali di Kepler all’interno del diagramma HR, un gruppo di
ricercatori dell’Olanda e degli USA ha proposto di tradurle in suoni, anziché in immagini, avviando dunque un processo di “sonificazione”, ossia di sintesi delle serie temporali in onde sonore riproducibili da apparecchi quali cuffie e microfoni. Da notare che le onde sonore sono state solo minimamente processate, al fine di mantenere le fondamentali differenze sia tra i fenomeni fisici che le originano sia tra le stelle che le emettono: una scelta voluta, che però comporta talvolta la generazione di suoni poco piacevoli all’udito, come sottolineano i ricercatori.
Le stelle sonificate tratte dal catalogo di Kepler (Kepler Input Catalogue, KIC) sono in totale 1958, e a ciascuna di esse sono stati assegnati i rispettivi valori di magnitudine assoluta e temperatura estratti dal catalogo di Gaia DR2: il risultato è pertanto un catalogo multidimensionale, che combina l’informazione sonora con quella visuale. Il passo successivo è stato la creazione di un nuovo diagramma HR interattivo con cui non solo vedere, ma anche ascoltare le stelle. Esso è stato chiamato diagramma HR sonificato (Sonified HRD) e pubblicato su un apposito sito, Star Sounder. Selezionando un punto nel diagramma HR sonificato si accede in modo immediato alle informazioni sulla corrispondente stella, identificata con il suo numero nel catalogo di Kepler (KIC number); oltre alle informazioni su magnitudine assoluta, temperatura, posizione e moto proprio, viene mostrata a schermo la serie temporale ad essa relativa, mentre un tasto “play” posto sotto al diagramma consente di ascoltarne il suono.
Quest’analisi comparata delle proprietà stellari potrebbe in futuro avere notevoli implicazioni sulla ricerca astronomica, facilitando e velocizzando l’acquisizione di una visione sinottica da parte degli scienziati. Inoltre, il diagramma HR sonificato possiede un ulteriore potenziale, poiché la sua semplicità di utilizzo lo rende versatile nei campi della divulgazione e dell’insegnamento.
In fin dei conti, pure il matematico e filosofo greco Pitagora sosteneva che ogni corpo celeste produce un’unica, inconfondibile musica.
Fonte: arxiv.org
