La costellazione a forma di casa, Cepheus il Re, si trova nel cielo settentrionale vicino alla costellazione di Cassiopea e alla stella polare, Polaris. La stella Delta Cephei è stata fondamentale per determinare le distanze nell’universo.
Delta Cephei è una stella pulsante.
Delta Cephei, nella costellazione di Cepheus il Re, è una stella variabile che cambia luminosità con una precisione oraria. Infatti, raddoppia la sua luminosità e poi svanisce fino al minimo ogni 5.366 giorni. Così, con un’osservazione attenta in un cielo buio, si può vedere questa stella cambiare luminosità nel corso di diversi giorni. Questa stella, e altre simili, sono attori importanti nell’istituzione della scala delle distanze della nostra galassia … e del nostro universo.
La Delta Cephei stessa ha un ruolo significativo nella storia dell’astronomia. Un’intera classe di stelle supergiganti – chiamate variabili di Cephiede – prende il nome da questa stella.

#TBT del 1912 quando Henrietta Swan Leavitt pubblicò osservazioni pionieristiche delle stelle variabili di Cephiede. Queste furono fondamentali per la scoperta da parte di Edwin Hubble che la “nebula” di Andromeda è in realtà una galassia simile alla nostra Via Lattea. Scopri di più: https://t.co/5oDsiPWtiJ pic.twitter.com/KXeP6XHgin
— NASA Universe (@NASAUniverse) 3 marzo 2022

Scoperte da Henrietta Leavitt.
Le stelle variabili Cephiede, conosciute anche come Cephidi, cambiano regolarmente la loro luminosità a intervalli che variano da alcuni giorni a alcune settimane. Nel 1912, l’astronoma Henrietta Leavitt scoprì che il cambiamento periodico di luminosità di una stella era direttamente correlato alla sua luminosità intrinseca (o luminosità reale). Scoprì che più lungo era il ciclo di pulsazione della luminosità, maggiore era la luminosità intrinseca della stella. A volte questo rapporto periodo-luminosità di Cephiede è noto come legge di Leavitt.
Perché queste stelle variano in luminosità? Si pensa che queste stelle cambino perché si espandono (diventano più luminose) e poi si contraggono (diventano più deboli) in un modo regolare.
Un grafico della curva di luce, luminosità vs. tempo, dei cambiamenti di luminosità in Delta Cephei. In basso, i due punti più bassi indicano quando la stella è alla sua luminosità minima. Il tempo impiegato da un minimo all’altro è di 5.366 giorni. L’asse Y mostra la luminosità della stella in unità di magnitudine. Immagine via ThomasK Vbg/Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0).
I Cephidi aiutano a misurare le distanze cosmiche.
In effetti, la regolarità dell’illuminazione e dell’oscuramento delle Cephidi è uno strumento potente in astronomia. Permette agli astronomi di esplorare distanze attraverso vasti spazi. Certamente, il modo più sicuro per misurare le distanze stellari è attraverso il parallasse stellare. Ma, affinché il metodo della parallasse funzioni con i telescopi terrestri, le stelle devono trovarsi relativamente vicine (entro circa 300 anni luce) dalla Terra. Fortunatamente, negli ultimi anni, gli astronomi sono stati in grado di effettuare misurazioni di parallasse diretta di stelle più distanti – fino a decine di migliaia di anni luce di distanza – grazie a telescopi spaziali come Gaia.
Tuttavia, il problema rimane. Come possiamo trovare la distanza delle stelle che sono troppo lontane per offrirci una misurazione affidabile della distanza utilizzando il metodo della parallasse? Supponiamo che tu misuri la distanza di una stella Cephidi vicina utilizzando il metodo della parallasse. Poi supponi di osservare le sue pulsazioni, che sai essere correlate alla luminosità intrinseca – reale – della stella. Allora conosci sia la sua distanza che quanto è luminosa la stella a quella distanza.
Armato di queste informazioni, puoi poi guardare più lontano nell’universo, verso altre Cephidi più distanti, quelle troppo lontane per le misurazioni di parallasse. Così, puoi misurare la luminosità apparente – che è più debole – e il tasso di pulsazione di tale stella. Con pochi semplici passaggi matematici, puoi poi trovare la distanza a essa.
Pertanto, gli astronomi utilizzano le stelle variabili di Cephidi per misurare le distanze nello spazio. Per questo motivo, sono conosciute come candele standard dagli astronomi.
Edwin Hubble utilizzò i Cephidi per espandere il nostro universo conosciuto.
Nel 1923, l’astronomo Edwin Hubble utilizzò i Cephidi per determinare che la allora chiamata nebula di Andromeda non è in realtà una nebula, ma una gigantesca galassia oltre la nostra Via Lattea. Ci ha liberato dai confini di una sola galassia e ci ha dato il vasto universo che conosciamo oggi. Questo lavoro per comprendere le dimensioni dell’universo è talvolta chiamato scala delle distanze cosmiche.
E il lavoro continua ancora oggi, non solo con i Cephidi ma anche con altri oggetti e fenomeni astronomici.
Un esempio del rapporto periodo-luminosità delle Cephidi nella Grande Nube di Magellano, una galassia satellite della nostra Via Lattea. Il grafico mostra la luminosità intrinseca delle stelle rispetto ai loro periodi di pulsazione. Ogni stella, rappresentata da un punto nel grafico, è approssimativamente alla stessa distanza da noi. Henrietta Leavitt ha scoperto, come illustrato in questo grafico, che più lungo è il ciclo di pulsazione della luminosità, maggiore è la luminosità intrinseca della stella. Immagine via Dbenford/Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0).
I Cephidi in altre galassie.
Le determinazioni delle distanze utilizzando i Cephidi in altre galassie, così come altre tecniche, sono un’area di ricerca attiva nell’astronomia. Gli astronomi stanno costantemente migliorando la precisione delle distanze per limitare ulteriormente il valore della costante di Hubble che indica il tasso di espansione dell’universo.
I Cephidi sono stati osservati fino a 100 milioni di anni luce nella galassia NGC 4603, dal Telescopio Spaziale Hubble. Tuttavia, misurarli a distanze di 30 milioni di anni luce e oltre è difficile perché è complicato isolare i Cephidi dalle stelle vicine. A tali distanze, gli astronomi passano ad altri metodi per determinare le distanze, come l’osservazione di supernove di tipo 1a.
Visualizza più grande. | Una mappa stellare di Cepheus, che mostra Delta Cephei, così come Epsilon e Zeta Cephei, nell’angolo in basso a sinistra della costellazione. Immagine via IAU/Sky & Telescope/Wikimedia Commons (CC BY 3.0).
Come individuare Delta Cephei nel cielo notturno.
La originale Cephidi, Delta Cephei, è circumpolare – sempre sopra l’orizzonte – nella metà settentrionale degli Stati Uniti (a nord di circa 40 gradi di latitudine nord).
Tuttavia, Delta Cephei è molto più facile da vedere quando si trova in alto nel cielo settentrionale durante le serate autunnali e invernali. Se ti trovi abbastanza a nord, puoi trovare la costellazione di Cepheus utilizzando l’Orsa Maggiore. Prima, utilizza le “stelle puntatore” dell’Orsa Maggiore per localizzare Polaris, la stella polare. Poi salta oltre Polaris di una lunghezza di pugno per atterrare su Cepheus.
Vedrai la costellazione di Cepheus il Re accanto a sua moglie, Cassiopeia la Regina, la cui caratteristica figura di stelle a forma di W o M la rende più appariscente delle due costellazioni. Sono alte nel cielo settentrionale nelle serate di novembre e dicembre.
Grafici per Delta Cephei.
Visualizza più grande. | Se non riesci a vedere l’Orsa Maggiore, prova a usare la distintiva Cassiopeia a forma di W per localizzare il Cepheus a forma di casa. Il lato aperto della “W” è rivolto verso il “tetto” di Cepheus. Una volta localizzato il “tetto”, cerca un modello rettangolare di 4 stelle collegate ad esso. Immagine via Stellarium.
Visualizza più grande. | Una vista più ampia di Cepheus, che mostra la variabile Cephidi Delta Cephei (cerchiata) vicino a due altre stelle, Zeta ed Epsilon Cephei. Delta Cephei mostra circa un cambiamento di luminosità di due volte (0,23 magnitudini visive) ogni 5.366 giorni, variando da una magnitudine visiva di 3.48 al suo massimo a 4.37 al suo minimo. Zeta ed Epsilon Cephei sono stelle di confronto utili per notare i cambiamenti di luminosità di Delta Cephei da una notte all’altra. Zeta Cephei ha una magnitudine visiva di 3.35, che è vicina alla luminosità massima di Delta Cephei. Epsilon Cephei ha una magnitudine visiva di 4.15, che è vicina alla luminosità minima di Delta Cephei. Immagine via Stellarium.
Come osservare Delta Cephei variare in luminosità.
Quindi, la vera risposta a quella domanda è: tempo e pazienza. Ma due stelle situate vicino a Delta Cephei nel cielo – Epsilon Cephei e Zeta Cephei – corrispondono ai valori più bassi e più alti della scala di luminosità di Delta Cephei. Quindi, queste due stelle dovrebbero aiutarti a osservare il cambiamento di Delta Cephei.
Quindi guarda i grafici sopra e localizza le stelle Epsilon e Zeta Cephei. Al suo minimo, Delta Cephei è tanto debole quanto la stella più debole, Epsilon Cephei. Al suo massimo, Delta Cephei corrisponde alla luminosità della stella più luminosa, Zeta Cephei.
Divertiti!
Visualizza più grande. | L’astrofotografo Alan Dyer ha catturato questa immagine di Delta Cephei (al centro), con la Nebulosa Wizard a sinistra e la nebulosa Sharpless 2-135 a destra. La stella di colore arancione a destra è Zeta Cephei. Immagine via Alan Dyer/AmazingSky.com/Flickr. Utilizzata con permesso.

Delta Cephei è una straordinaria stella binaria a 887 anni luce di distanza. #Astrophotography #stargazing pic.twitter.com/lhVQjw9RMM
— Scott MacNeill (@scottiemacneill) 16 gennaio 2016

In sintesi: Delta Cephei è una stella variabile poco appariscente nella costellazione settentrionale Cepheus il Re. È il prototipo delle stelle variabili di Cephiede che hanno aiutato a stabilire la scala delle distanze dell’universo. Il tasso di pulsazione della loro luminosità si correla alla loro luminosità intrinseca. Così possiamo vedere quanto brillino e determinare la loro distanza.