211service.com
Il puzzle degli antichi cataloghi di stelle e delle moderne correzioni della luminosità
Antichi cataloghi stellari che danno sia la posizione che la grandezza delle stelle risalgono a molti secoli fa. Il più famoso e influente è stato compilato da Tolomeo intorno al 140 aC e contiene elenchi di 1028 stelle. Gli astronomi moderni hanno ammirato a lungo l'accuratezza con cui Tolomeo misurava la posizione delle stelle, ma hanno prestato sorprendentemente poca attenzione alle magnitudini.
Oggi le cose cambiano grazie a uno studio di Bradley Schaefer della Louisiana State University di Baton Rouge. Schaefer ha analizzato le magnitudini nell'antico catalogo stellare di Tolomeo e le ha confrontate con i valori moderni, trovandole estremamente accurate.
Ma ha un'altra scoperta che lascia perplessi: la magnitudine di Tolomeo non è solo accurata, ma è anche corretta per il fatto che una stella appare più luminosa in alto di quanto non lo sia vicino all'orizzonte, un fenomeno chiamato estinzione. Questo è sorprendente e senza precedenti, afferma Schaefer.
La fisica dietro l'estinzione è semplice. La luce delle stelle deve percorrere una certa distanza attraverso l'atmosfera per raggiungere un osservatore, un processo che provoca dispersione e assorbimento. Questa distanza è ridotta al minimo quando la stella è in alto. Tuttavia, la luce di una stella vicina all'orizzonte deve viaggiare più del doppio nell'aria e questo aumenta notevolmente la quantità di luce persa. Per questo motivo, le stelle basse nel cielo possono apparire più deboli di una magnitudine di quanto non siano in realtà.
La spiegazione sarebbe stata sconosciuta a Tolomeo (fu formulata in questo modo solo nel 1729). Quindi una domanda interessante è come Tolomeo avrebbe potuto correggere le sue osservazioni. Sfortunatamente, l'antico astronomo non offre indizi nella sua stessa scrittura. Mentre dedica un po' di tempo a spiegare come misurare la posizione con l'aiuto di un armillare, non dice nulla sul processo che ha usato per misurare la grandezza.
Schaefer dice che ci sono diversi modi in cui Tolomeo avrebbe potuto eseguire il trucco. Tanto per cominciare, la magnitudine di una stella è una misura relativa, quindi gli antichi astronomi devono aver scelto una stella come riferimento e poi averne cercato altre con una luminosità simile, proprio come fanno gli astronomi moderni.
Da una data posizione di osservazione, alcune stelle raggiungerebbero regolarmente lo zenit o si avvicinerebbero ad esso mentre altre non si alzerebbero mai più di pochi gradi sopra l'orizzonte. Eppure Tolomeo ottiene la loro relativa luminosità corretta.
Un'idea avanzata da Schaefer è che le misurazioni per tutte le stelle sarebbero state effettuate quando erano vicine all'orizzonte, in modo che tutte soffrissero dello stesso livello di estinzione. Un altro è che gli osservatori avrebbero corretto più o meno inconsciamente l'oscuramento poiché ne avrebbero avuto una lunga esperienza.
È stato in grado di escludere diversi potenziali suggerimenti, come la possibilità che il suo risultato sia un caso, una possibilità che dice di poter escludere con la sua analisi statistica.
Il mistero si approfondisce con un'altra delle scoperte di Schaefer secondo cui Tolomeo ha costantemente sopravvalutato la correzione per l'estinzione in alcune direzioni e l'ha sottovalutata in altre, sebbene nel complesso, la correzione media per l'estinzione fosse esattamente giusta. Perché questo potrebbe essere stato, Schaefer non ha idea.
Curiosamente, Schaefer dice di aver trovato correzioni di estinzione simili nei cataloghi stellari compilati da Al Sufi che lavora (c 960 d.C.) a Isfahan nell'attuale Iran, e nei registri di Tycho Brahe (c1590) che ha lavorato sull'isola di Hven. nei rettilinei tra Danimarca e Svezia. Né descrivere in dettaglio come hanno misurato la magnitudine.
Chiaramente questi antichi astronomi avevano potenti tecniche per correggere i loro dati che da allora sono andati perduti. Suggerimenti su come potrebbero averlo fatto nella sezione commenti per favore.
Rif: arxiv.org/abs/1303.1833 : Le mille magnitudini delle stelle nei cataloghi di Tolomeo, Al Sufi e Tycho sono tutte corrette per l'estinzione dell'atmosfera