Quanto sono grandi le stelle

Sirio B è una stella intera, eppure è leggermente più piccolo della Terra; Betelgeuse ha un diametro circa 700 volte quello solare.

Dalle dimensioni terrestri a quelle di un'orbita

Parti dall'estrema sinistra del modello. La debole sfera blu è Sirio B, il compagno della stella più luminosa del nostro cielo. L'ESA ne indica un diametro di 12 000 km, poco meno dei 12 742 km terrestri, eppure contiene il 98% della massa solare. È una nana bianca, il nucleo residuo di una stella che ha esaurito il combustibile. Accanto, la Terra è leggermente più grande. Seguono Giove e la nana rossa Proxima Centauri, con un diametro pari a circa un settimo di quello solare e a circa 1.5 volte quello di Giove.

Proseguendo appare il Sole, poi Alpha Centauri A, una stella simile al Sole distante 4.37 anni luce, e Sirio A, per cui l'ESA indica un diametro di 2.4 milioni di km, circa 1.7 volte quello solare. Vega è ancora un po' più grande. Sono tutte stelle della sequenza principale, che fondono idrogeno nel nucleo; nella sequenza principale le dimensioni crescono solo lentamente con la massa. Il grande salto arriva con le stelle che l'hanno abbandonata: Arturo ha un diametro di circa 25 Soli, Aldebaran di circa 45, la supergigante blu Rigel di circa 79.

Betelgeuse al posto del Sole

Le supergiganti rosse Antares e Betelgeuse si trovano all'estrema destra. Il gruppo NASA Marshall stima il raggio di Betelgeuse a circa 724 volte quello solare. Moltiplica: 724 × 695 700 km dà circa 504 milioni di km, cioè 3.37 unità astronomiche (1 UA è la distanza Terra-Sole, 149.6 milioni di km, pari a 215 raggi solari). Attiva «Orbite planetarie» nel modello. Betelgeuse ingloba le orbite di Mercurio, Venere, Terra e Marte a 1.52 UA; la sua superficie supera la fascia principale degli asteroidi, ma l'orbita di Giove a 5.2 UA resta fuori.

Alcune pagine NASA dicono che Betelgeuse «si estenderebbe oltre l'orbita di Giove». Servirebbe un raggio di circa 1120 Soli. Vecchie misure davano valori di questo ordine, e alcune lo fanno ancora, perché due aspetti sono difficili da stabilire. Uno è la distanza: le pagine NASA indicano circa 548 e circa 700 anni luce. Le dimensioni derivano dal diametro apparente nel cielo moltiplicato per la distanza: una variazione del 30% nella distanza cambia quindi il raggio del 30%. L'altro è il bordo: gli strati esterni di una supergigante si diradano gradualmente e appaiono diversi a diverse lunghezze d'onda. Considera ogni singolo valore delle dimensioni di una supergigante come una stima con un ampio margine.

Diametro, volume e densità

Il volume cresce con il cubo del raggio. Una stella 724 volte più larga del Sole ha 724³, circa 380 milioni, di volte il volume solare. Eppure la NASA attribuisce a Betelgeuse una massa di soli 15 Soli circa, quindi la densità media è estremamente bassa: distribuendo la massa di 15 Soli in quel volume si ottiene una densità di circa 0.00006 kg per metro cubo, circa 20 000 volte inferiore a quella dell'aria che ti circonda. Per le nane bianche vale il contrario. Sirio B concentra quasi una massa solare in una sfera grande quanto la Terra, con una densità media di circa 2 miliardi di kg per metro cubo. La NASA propone questo paragone: un cucchiaino di materia di nana bianca peserebbe più di un pick-up.