Perché non esistono stelle verdi o viola? Non le vediamo a causa dei nostri occhi

Le stelle possono avere colori diversi, dal rossastro all'azzurrognolo, ma ci sono colori che non vediamo mai nelle stelle, in particolare il verde o il viola. Questo non è dovuto tanto a proprietà fisiche degli astri stessi, quanto a come funzionano i nostri occhi, e in particolare ai colori a cui sono sensibili i recettori nella nostra rètina.

Possiamo osservare i diversi colori delle stelle anche a occhio nudo: per esempio, guardando la costellazione di Orione vedremo Betelgeuse (in alto a sinistra nel nostro emisfero) di colore rosso, mentre Rigel (in basso a destra) brilla di un colore azzurro intenso. Altre stelle ci appaiono arancioni, bianche o gialle. Il colore di una stella dipende principalmente dalla sua temperatura superficiale: più alta la temperatura, più la stella virerà verso il blu; al contrario, più bassa la temperatura, più il colore si avvicinerà al rosso.

Alla base dei diversi colori delle stelle è la natura della luce, un’onda elettromagnetica che può assumere lunghezze d’onda molto diverse. Il nostro occhio è sensibile alla luce solo in un intervallo di lunghezze d’onda – chiamato spettro visibile – abbastanza ristretto, tra 400 e 750 nanometri, e interpreta le diverse lunghezze d’onda come diversi colori. Un raggio di luce con una lunghezza d’onda di 750 nanometri ci apparirà rosso, e al decrescere della lunghezza d’onda vedremo il rosso mutare in tutti i colori dell’arcobaleno, dall’arancione al giallo, al verde, al blu, all’indaco e infine al viola, corrispondente a raggi di luce con una lunghezza d’onda attorno a 400 nanometri.

Come detto prima, il colore delle stelle dipende dalla loro temperatura superficiale. Questo però non significa che le stelle emettono solo una lunghezza d'onda: le stelle non sono monocromatiche! In realtà producono luce di tutte lunghezze d’onda, visibili e invisibili, con intensità che dipende da una funzione chiamata curva di corpo nero (o curva di Planck), il cui picco di emissione (cioè la lunghezza d'onda più emessa) dipende dalla temperatura. Più calda è la superficie della stella, minore sarà la lunghezza d’onda del picco, che quindi si sposterà verso il blu. Viceversa, stelle dalla temperatura superficiale più bassa avranno un picco spostato verso il rosso, che diventerà quindi il colore dominante di quegli astri. Il Sole, per esempio, ha una temperatura superficiale di circa 5500 °C e pertanto ha il massimo di emissione pressappoco al centro dello spettro visibile. (Non è un caso: i nostri occhi si sono evoluti proprio per raccogliere la luce solare laddove è più intensa!)

Quindi variando la temperatura di una stella il suo picco “scorre” un po' tutti i colori dello spettro visibile. Ma allora perché non vediamo stelle verdi e stelle viola? Il nostro occhio percepisce i colori grazie a dei recettori detti coni, di cui esistono tre tipi: abbiamo quelli sensibili al rosso, al verde e al blu. Le stelle che hanno una temperatura superficiale attorno ai 7000 °C emettono luce con un massimo di intensità nelle lunghezze d’onda corrispondenti al verde. Ma il verde si trova in mezzo allo spettro visibile, quindi queste stelle emetteranno anche grandi quantità di luce rossa e blu. I nostri coni percepiranno quindi una radiazione verde intensa, sommata a luce rossa e blu in quantità molto simili. Il colore risultante dalla somma dei tre segnali è il bianco, e pertanto vedremo una stella bianca. Il Sole ci appare giallo visto dalla superficie terrestre, ma poiché il suo picco di emissione è vicino al verde, se potessimo osservarlo al di fuori dell'atmosfera ci apparirebbe di un bianco intenso, come testimoniano per esempio le fotografie scattate dalla Stazione Spaziale Internazionale.

E il viola, invece? Se non osserviamo stelle di questo colore è perché percepiamo il viola quando si attivano contemporaneamente i recettori per il rosso e per il blu. Ma come detto prima, rosso e blu stanno agli estremi dello spettro visibile, pertanto una stella non può avere il picco in entrambi i colori. Le stelle molto calde hanno un picco di emissione nelle lunghezze d’onda del viola, che però attiva principalmente i coni sensibili al blu. Il risultato è che queste stelle ci appariranno blu.

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