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L’essere umano è stato ad ammirare l’armonia dei cieli da tempi immemori. Gli antichi greci ritenevano che i corpi celesti producessero musica.  Pitagora percepì “uno spunto ricevuto da Dio” nel battere dei martelli, o così racconta un mito popolare. Tirando le corde e pizzicandole, trovò una intima connessione fra la matematica e la musica, e scoprì che gli oggetti, quando sono in movimento, producono suoni. Così si convinse che i pianeti, muovendosi lungo le proprie orbite, dovessero mormorare una melodia celeste, e cercò di definire l’armonia astronomica del cosmo.

Più di recente, un altro studioso ha tentato di soddisfare tale ambizione. Nel 1926 Arthur Eddington, un astronomo inglese, nel suo “The Internal Constitution of the Stars” (La Costituzione Interna delle Stelle), si rammaricava di come la parte più interna delle stelle fosse ben lontana dalla possibilità di essere esplorata dagli umani, molto più di qualunque altra regione dell’Universo. Man mano che i telescopi si addentravano sempre più in profondità nello spazio, desiderava che si scoprisse come poter guardare al di là delle barriere poste dalla superficie delle stelle. Si domandava quali strumenti potessero perforarle e indagare i loro segreti più nascosti. Gli scienziati oggi hanno a disposizione il mezzo necessario ad andare a fondo in una stella. Si chiama Asterosismologia, la scienza che studia la musica delle sfere celesti. Pitagora avrebbe fatto salti di gioia ed entusiasmo.

Ascoltare le stelle

Le stelle non sono silenziose, piuttosto sono giganteschi strumenti musicali che traboccano di onde sonore. L’alta pressione al loro interno si muove a fatica, comprimendo il gas mentre si propaga alla velocità del suono. Queste pressioni, o onde sonore, rimbalzano all’impazzata nell’interno gassoso, rendendo le stelle dei luoghi decisamente rumorosi. Tuttavia, per noi le stelle sono mute perché il loro suono non può viaggiare attraverso il vuoto che ci separa.

Queste onde che rimbalzano fanno in modo che la stella frema o “pulsi”. Mentre palpita, l’alternarsi del gonfiarsi e contrarsi rende la stella più fredda o più calda, causando dei cambiamenti periodici nella sua luminosità, che possiamo rilevare con i nostri telescopi. Usando dei procedimenti semplici di fisica e matematica, queste vibrazioni possono rivelarci i segreti dell’interno delle stelle in dettagli minuziosi, come la rotazione, i campi magnetici, la combustione nucleare, ed anche lo stadio di vita, la massa, il raggio e l’età.

Sapete bene, magari senza neanche accorgervene, che la velocità del suono cambia in base al mezzo chimico che attraversa. La vostra voce divertente quando inalate dell’elio alle feste è dimostrazione proprio di questo. Ciò avviene perché il suono viaggia tre volte più veloce attraverso un tratto orale pieno di elio, di quanto fa attraverso la ben più pesante aria ricca di idrogeno che normalmente respiriamo. È per questo che la qualità o il timbro della vostra voce cambia. La stessa cosa succede nelle stelle. Man mano che il suono viaggia da un mezzo ricco di idrogeno ad uno ricco di elio, la sua velocità – o la voce della stella – cambia. Questo cambiamento ci dice qual è la composizione chimica dei suoi strati più profondi. Proprio come la vostra voce oggi non è la stessa di quando eravate dei lattanti, la voce di una stella cambia man mano che invecchia, e che il suo idrogeno si trasforma in elio.

Un pulsare ritmico

Vediamo pulsare stelle di masse differenti praticamente in ogni possibile stadio della loro vita. Man mano che una stella si gonfia e si contrae, l’energia si attenua e disperde. Perciò, cosa alimenta questa pulsazione persistente?

Un elemento chiave del continuo pulsare è il calore. Quando uno strato interno della stella si comprime per via della pressione, si riscalda. Poi converte la propria energia termica in energia meccanica, fungendo proprio da motore che muove le pulsazioni.

Un altro elemento fondamentale è l’opacità. Se una regione della stella è particolarmente opaca, blocca il diffondersi delle radiazioni, per cui la pressione si accumula e la stella si gonfia. L’aumento della sua temperatura riduce l’opacità, permettendo alle radiazioni di essere rilasciate mentre la stella si sgonfia. Lo sgonfiamento aumenta l’opacità ancora una volta, e questo stesso processo si ripete periodicamente.

Un terzo fattore fondamentale è la risonanza. Si pensa che sia proprio questa, a stimolare le pulsazioni del Sole.  I moti turbolenti dei suoi strati superficiali generano un suono che lo fa pulsare. Alcuni scienziati dedicano la loro intera carriera accademica a studiare tali oscillazioni. Il “Birmingham Solar Oscillations Network” (Network delle Oscillazioni Solari di Birmingham) della Università di Birmingham, per esempio, gestisce una serie di telescopi da remoto attivi che monitorano le oscillazioni del Sole 24 ore su 24.

La Missione Keplero della NASA, una macchina sofisticatissima che si muoveva alla ricerca di nuovi pianeti, ha rivoluzionato l’Asterosismologia osservando il quasi impercettibile smorzamento della luce di un’ampia varietà di stelle. È stata ritirata solo lo scorso ottobre, quando il suo lavoro scientifico era ormai terminato, ed il carburante che la alimentava esaurito.

Qual è il suono delle stelle? 

Questo è come vediamo i suoni delle stelle, ma possiamo realmente sentirle? Voi e Pitagora sarete elettrizzati nello scoprire che sì, possiamo. Proprio come non possiamo normalmente sentire i pipistrelli, ma con i giusti strumenti, o “orecchie a ultrasuoni”, ci riusciamo, traslare i suoni delle stelle di varie ottave li renderebbe udibili. Per quanto intrigante sia origliare le stelle, resta un esercizio di puro piacere, non di scienza. Potete sentire una composizione musicale stellare qui.

Origliare Marte

All’inizio del mese abbiamo osservato quanto profondamente l’umanità entra in risonanza con i suoni dell’Universo quando il NASA InSight lander  ha recepito l’inquietante rombo del vento marziano. Il suo sismometro realizzato nel Regno Unito, ultrasensibile, contiene dei sensori che possono rilevare delle fluttuazioni di misura inconcepibilmente piccola, più brevi del diametro di un atomo di idrogeno, o più piccole di un milionesimo dell’ampiezza di un capello umano. Per questo ha potuto sentire il vento su Marte, che rientra a malapena nel più basso range percepibile dall’orecchio umano. Il pubblico lo ha sentito quasi inalterato, e ciò ha causato un trambusto. Stimolando un senso familiare, stabilisce una connessione umana con questo ambiente distante e così diverso.

La stimolazione uditiva, insieme alle esperienze visive, evoca sentimenti e ci rende consapevoli della nostra posizione e dei nostri movimenti all’interno dello spazio che occupiamo. Ecco come diamo senso a noi stessi, agli altri, e all’Universo. Questa consapevolezza è alla base delle nostre decisioni e di conseguenza influenza le nostre convinzioni. Le convinzioni, tutte insieme, danno forma alla nostra identità, e la nostra identità guida il nostro comportamento. Forse abbiamo solo bisogno di ascoltare, per poter fiorire, credere ed esplorare.

Tradotto da Roberta Iacovelli.

Roberta ha studiato Lingue Straniere presso l’Università del Salento e la Universidad de Granada, è in procinto di consegnare le revisioni di una tesi di Master of Philosophy presso la City University, e ha iniziato un Dottorato di Ricerca presso la Universidad de Granada. Da sempre studia le questioni di genere, e l’accesso delle donne agli ambiti di studio e lavoro stereotipicamente meno convenzionali.

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