La Terra è una casa grandissima per noi piccoli umani. Ma si tratta in realtà di un pianeta piuttosto piccolo, se posto a confronto con i pianeti esterni del sistema solare: Urano, Nettuno e, più ancora, Saturno e Giove. Lo stesso Sole, che contiene il 99% della massa del sistema solare ed è immensamente più grande anche dei giganti gassosi, è tutto sommato una stella di dimensioni abbastanza modeste, a paragone di quelle veramente grandi.

Esiste di certo un’ampia scala di grandezze planetarie e stellari. Ma, per comprendere davvero quale sia la scala di queste differenze, a partire dalla Terra fino alle stelle più grandi a noi note, occorre procedere per raffronti progressivi.

Partiamo dunque dalla cara, vecchia Terra: una “palla” leggermente schiacciata ai poli, che misura, all’equatore, 12.756 km di diametro. Dal rapporto tra diametro e circonferenza, il famoso π greco, ricaviamo facilmente la circonferenza equatoriale del nostro pianeta: 40.075 km.

Il diametro equatoriale della Terra è pari a 12.756 km, la circonferenza all’equatore è di 40.075 km

Quanti sono 40.075 km? Sono sicuramente tanti in rapporto alle dimensioni e alle forze di un essere umano, ma sono in fondo una distanza non eccezionale, se la rapportiamo al tempo necessario per coprirla con un moderno aereo a reazione.

Consideriamo, ad esempio, un normale jet di linea, la cui velocità di crociera è di 800 km/h, e immaginiamo che parta da Quito, la capitale dell’Ecuador. Grazie ad alcuni rifornimenti in volo, l’aereo compie l’intero giro della Terra senza scalo lungo la linea dell’equatore, ritornando a Quito, dopo aver percorso alla medesima velocità di 800 km/h tutti i 40.075 km della circonferenza terrestre. Il tempo totale impiegato sarebbe di appena 50 ore, cioè poco più di 2 giorni: nulla di eccezionale, a essere sinceri.

Ma quanto impiegherebbe lo stesso aereo per fare con le stesse modalità il tour di Giove? Il gigante gassoso è per massa e dimensioni di gran lunga il maggiore dei pianeti del sistema solare. Ha un diametro equatoriale di ben 142.984 km, il che significa che dovremmo mettere in fila 11,2 pianeti delle dimensioni della Terra per coprire la medesima distanza. Dato il diametro, calcoliamo la circonferenza equatoriale di Giove, che risulta pari a 449.197 km. Al nostro aereo occorrerebbero 561 ore di volo ininterrotto per ritrovarsi al punto di partenza: 23,4 giorni.

Il diametro equatoriale di Giove è pari a 142.894 km, oltre 11 volte il diametro terrestre

Ma tutto è relativo. Il gigante Giove appare un nano insignificante, se posto a confronto con il Sole. La nostra stella ha infatti un diametro di 1.391.000 km: occorre allineare 9,7 pianeti delle dimensioni di Giove per pareggiare il diametro del Sole (e ben 109 pianeti della dimensioni della Terra). A un simile diametro corrisponde una circonferenza di quasi 4.370.000 km. Il nostro instancabile aereo di linea dovrebbe volare ininterrottamente per 227,6 giorni, cioè per circa sette mesi e mezzo, per compiere un giro completo del Sole!

Ci vogliono 9,7 pianeti del diametro di Giove per fare 1 diametro solare

Eppure, come dicevamo all’inizio, il Sole non è una stella particolarmente grande. Tecnicamente è classificato come una nana gialla (è una stella di sequenza principale appartenente alla classe spettrale G2). Esistono nella nostra galassia — e certamente anche in altre galassie, benché non sia altrettanto facile identificarle — stelle giganti, supergiganti e addirittura ipergiganti, al cui confronto la nostra stella fa la figura di un microbo.

Aldebaran, per esempio. Posta a circa 65 anni luce dalla Terra, è la stella più brillante della costellazione del Toro. Ha già abbandonato da tempo la sequenza principale, cioè quella fase stabile della vita di una stella in cui viene “bruciato” idrogeno nel nucleo per produrre energia. In seguito a ciò, ha subito una forte espansione dei suoi strati superficiali, diventando quella che viene definita una gigante rossa (una sorte che toccherà in un remoto futuro anche al nostro Sole).

I dati osservativi indicano che il diametro attuale di Aldebaran è 44,2 volte quello del Sole, con un errore in più o in meno di 0,9. Ciò vuol dire che il suo diametro è pari all’incirca a 61.500.000 km. Se Aldebaran si trovasse al centro del sistema solare, l’orbita del pianeta Mercurio finirebbe per buona parte all’interno della gigante rossa.

Il nostro famoso aereo che viaggia senza scalo alla velocità di crociera di 800 Km/h — e che certamente è anche ignifugo per poter sopravvivere al calore stellare — dovrebbe percorrere 193.208.000 km per fare tutto il giro di Aldebaran. Il tempo necessario a completare l’impresa sarebbe di 10.063 giorni: circa 27 anni e mezzo. Una bella differenza con i due giorni abbondanti necessari a fare il giro della Terra.

Occorre mettere in fila oltre 44 stelle come il Sole per eguagliare il diametro della gigante rossa Aldebaran

Certo, Aldebaran è davvero gigantesca. Ma che dire allora di Antares, la supergigante rossa nella costellazione dello Scorpione, che — nonostante sia lontana qualcosa come 600 anni luce dalla Terra — appare nel cielo notturno come una delle stelle più luminose?

Il diametro stimato di Antares è semplicemente impressionante: circa 883 volte quello del Sole! L’unità di misura più utile per definire una simile grandezza è l’unità astronomica, o AU, che equivale alla distanza media della Terra dal Sole, ovvero 149,6 milioni di chilometri. Possiamo pertanto calcolare il diametro di Antares in circa 8,2 unità astronomiche: oltre otto volte la distanza del nostro pianeta dal Sole! Espresso in chilometri, fa 1,23 miliardi di chilometri. Se Antares occupasse la posizione del Sole nel sistema solare, Mercurio, Venere, Terra e Marte si troverebbero tutti all’interno della stella, la cui fotosfera si situerebbe a cavallo della fascia degli asteroidi, a non molta distanza da Giove.

Insomma, Antares è talmente grande che occorrerebbe mettere in fila quasi 20 giganti rosse come Aldebaran per coprirne il diametro. Con una circonferenza pari a 3,86 miliardi di chilometri, il nostro eroico aereo avrebbe bisogno di oltre 550 anni di volo ininterrotto per compiere un giro completo di Antares: oltre 96.000 volte più del tempo necessario a fare il giro della Terra (l’idea di Antares come una sfera perfetta è ovviamente una semplice astrazione: le supergiganti rosse sono stelle fortemente distorte, con dimensioni variabili e limiti poco definiti, a causa della rarefazione degli strati esterni).

Ci vogliono circa 20 stelle come Aldebaran per eguagliare la grandezza di Antares

Dobbiamo chiederci a questo punto se esistono stelle ancora più grandi di Antares. Pare proprio di sì.

L’ipergigante rossa UY Scuti, che si trova nella costellazione dello Scudo a circa 9.500 anni luce dalla Terra e brilla con la forza di 340.000 Soli, è così grande da poter contenere il Sole quasi 5 miliardi di volte. Il suo diametro è stimato in 1.708 diametri solari, con un errore in più o in meno di 192. Prendendo per buono il valore di 1.708, il diametro di UY Scuti corrisponde a 2,38 miliardi di km, pari a 15,9 AU. Se posta al centro del sistema solare, tutti i pianeti fino a Giove sarebbero al suo interno e la fotosfera — se ne ha una — si situerebbe a un paio di AU da Saturno.

Con una circonferenza di 7,47 miliardi di km, al nostro sfortunato jet di linea servirebbero 1.065 anni per fare un giro completo di UY Scuti: immaginando che partisse per la noiosissima impresa all’inizio del 2017, non ritornerebbe al punto di partenza che nell’anno 3.082 (non chiediamoci come risolverebbe nel frattempo il problema delle scorte di cibo e di carburante). Un rapido calcolo ci dice che la circonferenza di UY Scuti è oltre 186.000 volte maggiore di quella terrestre.

Il diametro di UY Scuti è circa il doppio di quello di Antares

Giunti alla fine di questa serie di comparazioni tra oggetti celesti sempre più grandi, il filo rosso che ha collegato il nostro viaggio mentale dalle grandezze tipicamente umane a quelle siderali è il modesto aereo di linea che ci ha accompagnato fin dall’inizio. Ma possiamo immaginare anche un diverso tipo di confronto.

Immaginiamo per esempio che la Terra sia grande esattamente quanto un pallone da calcio (una sfera del diametro di 22 cm). In proporzione, Giove sarebbe una specie di pallone sonda del diametro di 2,46 metri. Il Sole sarebbe invece una gigantesca mongolfiera di quasi 24 metri di diametro. Con Aldebaran entriamo in un’altra scala di grandezza: la gigante rossa sarebbe una sfera del diametro di oltre un chilometro (1.060 metri, per l’esattezza). Antares e UY Scuti sarebbero grandi, infine, quanto due asteroidi del diametro, rispettivamente, di 21,2 e di 41 km. Scusate se è poco.