Castore

La costellazione dei Gemelli è facilmente individuabile nelle limpide notti invernali, particolarmente grazie alle due stelle principali, che brillano quasi di uguale splendore: la alfa Geminorum, Castore, e la beta, Polluce.

E proprio a causa di queste due stelle dallo splendore quasi uguale, la costellazione fin dai tempi più antichi prese il nome che ancora oggi la caratterizza. Dopo la scoperta della duplicità di Castore, effettuata da James Bradley nel 1719, la coppia di stelle è stata tenuta costantemente sotto osservazione dalle generazioni di astronomi che si sono succedute nel tempo. E proprio grazie a queste osservazioni che si sono protratte per un così lungo periodo di tempo possiamo dire qualcosa di sicuro circa le proprietà dinamiche di questo sistema.

Le due componenti, Castore A e Castore B hanno rispettivamente una magnitudine visuale pari a +2,0 e +2,8. Per quanto riguarda la loro separazione apparente, ovvero la loro mutua distanza espressa in secondi d'arco, è passata da un valore maggiore di 5" all'epoca della scoperta all'l",88 dei nostri giorni.

Il valore minimo è stato raggiunto nel 1965. Si capisce quindi come il periodo di rivoluzione delle due stelle relativamente al baricentro comune sia molto lungo, e come questa lunghezza si rifletta sulla scarsa precisione con cui per ora è conosciuta l'orbita: secondo alcuni la durata "dell'anno" del sistema di Castore A e Castore B si dovrebbe aggirare attorno ai 420 anni terrestri, mentre altre stime farebbero ritenere più probabile il valore di 380 anni terrestri. Comunque sia, la separazione tra le due stelle è sicuramente immensa: poiché infatti di Castore si conosce la distanza (uguale a 45 anni luce), ottenuta attraverso misure di parallasse, dall'orbita apparente risulta che al momento di minima distanza Castore A e Castore B sono separate da circa 8,2 miliardi di chilometri, mentre al momento di massima separazione i due astri distano 13 miliardi di chilometri.

Le due componenti di Castore furono sottoposte a loro volta ad un'attenta osservazione, e tale fatica fu ben presto ripagata da un risultato inaspettato: non solo si determinò lo spettro di entrambe, ma nel 1896 un astronomo russo scoprì addirittura nello spettro di Castore B i segni inconfondibili di un effetto Doppler periodico, con periodo di pochissimo inferiore ai tre giorni. Era la prova che Castore B era a sua volta un stella doppia del tipo spettroscopico, cioè del tipo in cui, salvo rarissime eccezioni, le due componenti non sono visibili separatamente neanche nei massimi telescopi.

Delle due componenti di Castore B non sappiamo molto: uno dei dati più sicuri è che la loro orbita dovrebbe essere pressoché circolare.

Pochi anni dopo la scoperta della duplicità di Castore B, e precisamente nel 1904, all'Osservatorio statunitense di Lick fu presa la prima serie di spettri di Castore A, ed è facile immaginarsi la sorpresa degli astronomi quando scoprirono che anche Castore A era a sua volta una doppia spettroscopica.

Il periodo di rivoluzione delle due componenti di Castore A supera di poco i 9 giorni, e la loro orbita è molto ellittica.

A questo punto il quadro del sistema stellare di Castore era il seguente: due stelle bianche, separate da più di 8 miliardi di chilometri, ciascuna delle due formata a sua volta da altre due stelle, che completano un'orbita una attorno all'altra in pochi giorni.

Osservando Castore con un piccolo telescopio, si nota ad una distanza di circa 72", 5 dalla bianca e brillante coppia di Castore A e B una debole stellina rossa di magnitudine visuale 9.

La domanda che sorse spontanea è se anche questa stella faccia parte del sistema di Castore. È chiaro che non si può certo sperare di mettere in evidenza un eventuale moto relativo della stellina rossa rispetto a Castore, poiché, vista la distanza tra le due, il periodo orbitale dovrebbe essere dell'ordine di decine di migliala di anni. In questo caso comunque si può dare una risposta affermativa perché precise misure del moto proprio misero presto in evidenza che il valore era esattamente lo stesso per Castore e per la debole stellina: i due astri si muovevano insieme nello spazio.

Questo non può essere certo un caso: le due stelle devono essere legate fisicamente, e così Castore risulta essere un sistema addirittura quintuplo. La stella rossa prese di diritto il nome di Castore C.

Nel 1926 uno spettroscopio fu puntato su Castore C, e si scoprì che anch'essa era una binaria spettroscopica! Inoltre, cosa che non sempre accade, entrambi gli spettri erano visibili, e da questo è stato possibile ottenere una messe di informazioni preziosissime. Le due componenti di Castore C sono due nane rosse, tutte e due appartenenti alla classe spettrale M1.

La più grande delle due ha un raggio di 460 mila chilometri, una massa uguale a 0,62 masse solari ed una temperatura superficiale di 3800 gradi.

La più piccola ha invece un raggio di 404 mila chilometri, una massa di 0,57 masse solari ed una temperatura di 3740 gradi. Le due stelle compiono una rivoluzione completa, una attorno all'altra in poco più di 19 ore, la distanza dei loro centri è circa 2 milioni e 700 mila chilometri. Il quadro completo del sistema di Castore, almeno se non si aggiungeranno altre scoperte, è quindi quello di un sistema sestuplo: sei astri, di dimensioni, temperatura e colori diversi legati fra di loro dalla mutua forza gravitazionale, che compiono un intreccio di orbite con periodi compresi tra le poche ore ed i millenni.