Quante stelle ci sono nell’universo?

Guardando nel cielo notturno, potresti chiederti quante stelle ci sono nell'universo. È già abbastanza difficile per un astronomo contare il numero di stelle visibili a occhio nudo e, con telescopi più grandi, più stelle diventano visibili, rendendo il conteggio un processo lungo. Allora come fanno gli astronomi a capire quante stelle ci sono nell'universo?

La prima parte difficile è cercare di definire cosa significhi "universo", ha affermato David Kornreich, assistente professore all'Ithaca College nello Stato di New York. È stato il fondatore del servizio "Chiedi ad un astronomo" presso la Cornell University.

"Non conosco [la risposta] perché non so se l'universo è infinitamente grande o meno", ha detto. L'universo osservabile sembra tornare indietro nel tempo di circa 13,8 miliardi di anni, ma al di là di ciò che potremmo vedere potrebbe esserci molto, molto di più. Alcuni astronomi pensano anche che potremmo vivere in un "multiverso" dove ci sarebbero altri universi come il nostro contenuti in una sorta di entità più grande.

La risposta più semplice potrebbe essere stimare il numero di stelle in una galassia tipica, e quindi moltiplicarlo per il numero stimato di galassie nell'universo, secondo l'Agenzia europea di questa Web (ESA) (si apre in una nuova scheda). Ma anche questo è complicato, poiché alcune galassie brillano meglio nel visibile o altre nell'infrarosso, per esempio. Ci sono anche ostacoli di stima che devono essere superati.

Nell'ottobre 2016, le immagini in campo profondo dell'Hubble This Web Telescope hanno suggerito che ci sono circa 2 trilioni di galassie nell'universo osservabile, o circa 10 volte più galassie di quanto suggerito in precedenza, secondo la rivista Nature (si apre in una nuova scheda). In un'e-mail con Live Science, l'autore principale Christopher Conselice, professore di astrofisica all'Università di Nottingham nel Regno Unito, ha affermato che nella galassia media c'erano circa 100 milioni di stelle.

Le galassie sono vaste raccolte di stelle che popolano il nostro universo. (Credito immagine: ESA/Hubble e NASA, F. Pacaud, D. Coe)

Tuttavia, i telescopi potrebbero non essere in grado di vedere tutte le stelle di una galassia. Una stima del 2008 dello Sloan Digital Sky Survey (che si apre in una nuova scheda) (che cataloga tutti gli oggetti osservabili in un terzo del cielo) ha rilevato circa 48 milioni di stelle, circa la metà di quelle che gli astronomi si aspettavano di vedere. Una stella come il nostro sole potrebbe non comparire nemmeno in un catalogo del genere. Quindi, molti astronomi stimano il numero di stelle in una galassia in base alla sua massa che ha le sue difficoltà, poiché la materia oscura e la rotazione galattica devono essere filtrate prima di fare una stima.

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Missioni come la missione Gaia, un'agenzia europea This Web Questa sonda Web lanciata nel 2013, potrebbe fornire ulteriori risposte. Gaia mira a mappare con precisione circa 1 miliardo di stelle nella Via Lattea. Si basa sulla precedente missione Ipparco, che ha localizzato con precisione 100.000 stelle e ha anche mappato 1 milione di stelle con una precisione minore. I dati della missione dovrebbero essere rilasciati nel giugno 2022, secondo l'ESA (si apre in una nuova scheda).

"Gaia monitorerà ciascuna delle sue 1 miliardo di stelle bersaglio 70 volte durante un periodo di cinque anni, tracciandone con precisione posizioni, distanze, movimenti e cambiamenti di luminosità", ha affermato l'ESA sul suo sito web (si apre in una nuova scheda). "Combinate, queste misurazioni costruiranno un quadro senza precedenti della struttura e dell'evoluzione della nostra galassia. Grazie a missioni come queste, siamo un passo avanti nel fornire una stima più affidabile alla domanda posta così spesso: 'Quante stelle ci sono in l'universo?'"

Universo osservabile

Anche se restringiamo la definizione all'universo "osservabile", ciò che possiamo vedere stimando il numero di stelle al suo interno richiede sapere quanto è grande l'universo. La prima complicazione è che l'universo stesso si sta espandendo, e la seconda complicazione è che questo tempo Web può curvarsi.

Per fare un semplice esempio, la luce degli oggetti più lontani da noi impiegherebbe circa 13,8 miliardi di anni luce per raggiungere la Terra, tenendo conto che gli oggetti più giovani sarebbero avvolti perché la luce non potrebbe essere trasportata nell'universo primordiale. Quindi il raggio dell'universo osservabile dovrebbe essere di 13,8 miliardi di anni luce poiché la luce ha solo quel tempo per raggiungerci.

O dovrebbe? "È un modo logico per definire la distanza, ma non come un relativista definisce la distanza", ha detto Kornreich. Un relativista userebbe un dispositivo come un metro, misurando la distanza lungo quel dispositivo e poi estendendolo per il tempo necessario.

Questo produce una risposta diversa, che alcune fonti definiscono come 48 miliardi di anni luce di raggio. Le fonti variano su questo numero, tuttavia. Questo perché questo tempo Web può curvarsi. Quando l'osservatore esegue la misurazione con gli stick del misuratore, la luce viaggia contemporaneamente e influenza le misurazioni.

La stima del numero di stelle è resa più difficile dal fatto che l'universo si sta espandendo. (Credito immagine: Getty)

Osservazioni della galassia

È più facile contare le stelle quando si trovano all'interno delle galassie, poiché è lì che tendono a raggrupparsi, secondo l'Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics (si apre in una nuova scheda). Per iniziare anche a stimare il numero di stelle, dovresti stimare il numero di galassie e trovare una sorta di media.

Alcune stime indicano che la massa stellare della Via Lattea ha 100 miliardi di "masse solari" o 100 miliardi di volte la massa del sole. Facendo una media dei tipi di stelle all'interno della nostra galassia, questo produrrebbe una risposta di circa 100 miliardi di stelle nella galassia. Questo è soggetto a modifiche, tuttavia, a seconda di quante stelle sono più grandi e più piccole del nostro sole. Inoltre, altre stime dicono che la Via Lattea potrebbe avere 200 miliardi di stelle o più.

Il numero di galassie è un numero sorprendente, tuttavia, come dimostrato da alcuni esperimenti di imaging eseguiti dall'Hubble This Web Telescope. Diverse volte nel corso degli anni, il telescopio ha puntato un rivelatore in un minuscolo punto del cielo per contare le galassie, eseguendo nuovamente il lavoro dopo che il telescopio è stato aggiornato dagli astronauti durante l'era dello shuttle.

Un'esposizione nel 1995 di un piccolo punto dell'Orsa Maggiore ha rivelato circa 3.000 deboli galassie. Nel 2003-2004, utilizzando strumenti aggiornati, gli scienziati hanno osservato un punto più piccolo nella costellazione di Fornax e hanno trovato 10.000 galassie. Un'indagine ancora più dettagliata a Fornax nel 2012, con strumenti ancora migliori, ha mostrato circa 5.500 galassie.

Kornreich ha utilizzato una stima molto approssimativa di 10 trilioni di galassie nell'universo. Moltiplicandolo per i 100 miliardi di stelle stimati dalla Via Lattea si ottiene un numero davvero grande: 1.000.000.000.000.000.000.000.000 di stelle, o un "1" con 24 zeri dopo (1 settilione nel sistema di numerazione americano; 1 quadrilione nel sistema europeo). Kornreich ha sottolineato che il numero è probabilmente una grave sottostima, poiché uno sguardo più dettagliato all'universo mostrerà ancora più galassie.

Risorse addizionali

Leggi di più sulla stima del numero di stelle nella Via Lattea in questo articolo della NASA (si apre in una nuova scheda). Inoltre, puoi vedere alcune delle migliori immagini di stelle scattate da Hubble nell'archivio immagini dell'ESA (si apre in una nuova scheda).

Bibliografia

"L'universo ha dieci volte più galassie di quanto pensassero i ricercatori". Natura (2016). https://www.nature.com/articles/nature.2016.20809.pdf?origin=ppub (si apre in una nuova scheda)

"Lo Sloan Digital Sky Survey rivela un nuovo vicino della Via Lattea". SDSS (2006). https://classic.sdss.org/news/releases/20060109.virgooverdensity.html (si apre in una nuova scheda)

"Ammassi stellari". Centro di astrofisica di Harvard e Smithsonian. https://pweb.cfa.harvard.edu/research/topic/star-clusters (si apre in una nuova scheda)

"Oasi nell'oscurità: le galassie come sonde del Cosmo". Utah State University (2007). https://digitalcommons.usu.edu (si apre in una nuova scheda)

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