Vai fuori in una notte buia e senza luna. Guarda in alto. È dicembre o gennaio? Guarda Betelgeuse, che brilla di un rosso sordo alla spalla di Orione, e Rigel, un blu laser al suo ginocchio. Un mese dopo, il giallo Capella cavalca alto nell’Auriga.

È luglio? Trova Vega, uno zaffiro nella Lira, o Antares, il cuore rosso-arancione dello Scorpione.

Non ci sono stelle verdi!

In effetti, in qualsiasi periodo dell’anno si possono trovare colori nel cielo. La maggior parte delle stelle sembrano bianche, ma quelle più luminose mostrano il colore. Rosso, arancione, giallo, blu… quasi tutti i colori dell’arcobaleno. Ma ehi, aspetta un secondo. Dove sono le stelle verdi? Non dovremmo vederle?

No. È una domanda molto comune, ma in realtà non vediamo affatto stelle verdi. Ecco perché.

Prendi una fiamma ossidrica (in senso figurato!) e scalda una barra di ferro. Dopo un attimo si illuminerà di rosso, poi di arancione, poi di bianco-bluastro. Poi si scioglierà. Meglio usare una presina.

Perché brilla? Qualsiasi materia al di sopra della temperatura dello zero assoluto (circa -273 Celsius) emette luce. La quantità di luce che emette, e soprattutto la lunghezza d’onda di questa luce, dipende dalla temperatura. Più caldo è l’oggetto, più corta è la lunghezza d’onda.

Gli oggetti freddi emettono onde radio. Gli oggetti estremamente caldi emettono luce ultravioletta, o raggi X. A temperature molto ristrette, gli oggetti caldi emettono luce visibile (lunghezze d’onda da circa 300 nanometri a circa 700 nm).

Ricorda – e questo è fondamentale tra un minuto – gli oggetti non emettono una singola lunghezza d’onda della luce. Invece, emettono fotoni in una gamma di lunghezze d’onda. Se tu dovessi usare un qualche tipo di rilevatore che è sensibile alle lunghezze d’onda della luce emessa da un oggetto, e poi tracciassi il numero di esse rispetto alla lunghezza d’onda, otterresti una trama sbilenca chiamata curva del corpo nero (la ragione dietro questo nome non è importante qui, ma puoi cercarla se ti interessa — basta impostare il tuo SafeSearch Filtering su "on". Fidatevi di me qui). È un po’ come una curva a campana, ma si interrompe bruscamente alle lunghezze d’onda più corte, e si perde a quelle più lunghe.

Ecco un esempio di diverse curve, corrispondenti a varie temperature di oggetti (prese dagli appunti delle lezioni online alla UW:

Curve di corpi neri

L’asse x è la lunghezza d’onda (colore, se volete) del colore, e lo spettro dei colori visibili è sovrapposto per riferimento. Si può vedere la forma caratteristica della curva del corpo nero. Man mano che l’oggetto diventa più caldo, il picco si sposta a sinistra, verso lunghezze d’onda più corte.

Un oggetto che è a 4500 Kelvin (circa 4200 Celsius o 7600 F) ha un picco nella parte arancione dello spettro. Riscaldatelo fino a 6000 Kelvin (circa la temperatura del Sole, 5700 C o 10.000 F) e raggiunge i picchi nel blu-verde. Riscaldala di più, e i picchi si spostano nel blu, o addirittura verso lunghezze d’onda più corte. Infatti, le stelle più calde emettono la maggior parte della loro luce nell’ultravioletto, a lunghezze d’onda più corte di quelle che possiamo vedere con i nostri occhi.

Ora aspetta un secondo (di nuovo)… se il Sole ha un picco nel blu-verde, perché non sembra blu-verde?

Ah, questa è la domanda chiave! È perché potrebbe avere il picco nel blu-verde, ma emette ancora luce in altri colori.

Guarda il grafico di un oggetto caldo come il Sole. Quella curva ha un picco nel blu-verde, quindi emette la maggior parte dei suoi fotoni lì. Ma ne emette ancora alcuni che sono più blu e altri che sono più rossi. Quando guardiamo il Sole, vediamo tutti questi colori mescolati insieme. I nostri occhi li mescolano per produrre un unico colore: il bianco. Sì, bianco. Alcuni dicono che il Sole è giallo, ma se fosse davvero giallo ai nostri occhi, allora le nuvole sembrerebbero gialle, e anche la neve (tutta, non solo una parte nel vostro cortile dove c’è il vostro cane).

OK, quindi il Sole non sembra verde. Ma possiamo giocare con la temperatura per ottenere una stella verde? Magari una che sia leggermente più calda o più fredda del Sole?

Si è scoperto che no, non si può. Una stella più calda emetterà più blu, e una più fredda più rossa, ma non importa come, i nostri occhi non la vedranno come verde.

La colpa non è delle stelle (beh, non del tutto), ma di noi stessi.

I nostri occhi hanno cellule sensibili alla luce chiamate bastoncelli e coni. I bastoncelli sono fondamentalmente i rilevatori di luminosità, e sono ciechi al colore. I coni vedono i colori, e ce ne sono tre tipi: quelli sensibili al rosso, altri al blu e il terzo al verde. Quando la luce li colpisce, ognuno viene attivato da una quantità diversa; la luce rossa (per esempio, da una fragola) fa davvero eccitare i coni rossi, ma i coni blu e verdi sono piuttosto blas&eacuti; al riguardo.

La maggior parte degli oggetti non emette (o riflette) un colore, quindi i coni vengono attivati da quantità variabili. Un’arancia, per esempio, fa scattare i coni rossi circa il doppio di quelli verdi, ma lascia stare quelli blu. Quando il cervello riceve il segnale dai tre coni, dice "Questo deve essere un oggetto arancione." Se i coni verdi vedono tanta luce quanto i rossi, mentre quelli blu non vedono nulla, lo interpretiamo come giallo. E così via.

Quindi l’unico modo per vedere una stella come verde è che emetta solo luce verde. Ma come potete vedere dal grafico qui sopra, questo è praticamente impossibile. Qualsiasi stella che emette soprattutto verde emetterà anche molto rosso e blu, facendo apparire la stella bianca. Cambiando la temperatura della stella la si farà sembrare arancione, o gialla, o rossa, o blu, ma non si può ottenere il verde. I nostri occhi semplicemente non lo vedranno così.

Ecco perché non ci sono stelle verdi. I colori emessi dalle stelle, insieme al modo in cui i nostri occhi vedono quei colori, lo garantiscono.

Ma questo non mi disturba. Se hai mai messo l’occhio su un telescopio e hai visto Vega scintillante o Antares rubiconda o l’Arcturus profondamente arancione, non ti disturba molto. Le stelle non sono di tutti i colori, ma lo sono abbastanza, e per questo sono fantasticamente belle.

Nota: questa non è la fine della storia. Ci sono oggetti verdi nello spazio, e alcune stelle appaiono verdi… ma questo è per un altro post, in arrivo. Promesso.