Stelle - Vita e morte

Le stelle hanno origine da nubi di polvere e gas. L’idrogeno è il loro componente fondamentale ed è anche il gas più diffuso nell’universo. Esse sono prodotte dall’addensamento della materia provocato dalla forza di gravità. Solo nella Via Lattea sono presenti 400 miliardi di stelle.
Ogni nebulosa può produrre da decine a migliaia di corpi celesti. La formazione di una stella delle dimensioni del Sole richiede un ammasso di gas e polvere grande 100 volte il nostro Sistema Solare. Queste nubi nascono a temperature bassissime, a centinaia di gradi sotto lo zero.
Man mano che la gravità le frammenta e le comprime, il calore inizia ad aumentare. Nel giro di centinaia di migliaia di anni la nebulosa ruota fino ad assumere la forma di un disco appiattito. La gravità fa sì che al centro si formi una sfera incandescente che supera il milione di gradi di temperatura. Questa è chiamata protostella.
Dopo dieci milioni di anni il nucleo supera i 10 milioni di gradi e il calore è tale da avviare un processo di fusione termonucleare. Questa trasformazione alimenta la stella nel suo arco vitale. Le stelle cercano in continuazione di resistere al collasso gravitazionale, poiché la gravità tende a schiacciare la stella verso il centro. Il calore del nucleo, però, fa muovere vorticosamente le particelle all’interno, così da farle esplodere verso l’esterno per far controbilanciare le due forze. Così la stella si trova nella parte intermedia della sua vita: la sequenza principale.

Red Dwarf Stars (Nane Rosse)
1/2 to 1/10 the mass of the Sun
Surface temperature less than 7000 degrees Fahrenheit
Most common type of stars
Blue Main Sequence Stars (Giganti Blu)
Surface temperature 45000 degrees fahrenheit
Up to 20 times the mass of the Sun
Up to 10000 time more luminous

La vita delle stelle più grandi è molto più breve perché consumano il loro idrogeno più velocemente di una stella di dimensioni minori. Una stella di piccole dimensioni può vivere anche trilioni di anni, ma nessuna delle stelle piccole che ci sono nell’Universo è alla fine della sua vita. La sequenza principale, però, non durerà in eterno, ma solo fino a quando ci sarà carburante da bruciare. Quando questo finirà, la fusione si fermerà e la forza gravitazionale avrà la meglio. Le stelle grandi esplodono con una furia devastante, mentre le stelle piccole si spengono lentamente.
Il sole è una stella di mezza età con una massa relativamente piccola. Quando la riserva di idrogeno sarà esaurita, la fusione nucleare si arresterà e la forza di gravità inizierà a schiacciarla. A causa della pressione gravitazionale il nucleo si surriscalda, arrivando così ad una temperatura 10 volte maggiore di quella che aveva durante la sua sequenza principale, e così riuscirà a fondere l’elio, ottenendo il carbonio. Ciò avverrà per 100 milioni di anni. La fusione dell’elio provoca il rigonfiamento degli strati esterni, a quel punto la gravità non riuscirà più a trattenere l’atmosfera esterna e il gas si disperderà. Ciò provoca la formazione di una nebulosa planetaria, una nube di gas che circonda il nucleo morente. A questo punto la gravità avrà la meglio e la stella comincerà a collassare su se stessa. Quando il sole avrà le dimensioni della Terra avverrà la degenerazione degli elettroni, la gravità non riesce a far collassare ulteriormente la stella, che si spegnerà lentamente, trasformandosi in una Nana Bianca, una Stella con massa 300 mila volte il nostro pianeta, ma con un volume pari ad esso. Questa continuerà a brillare per miliardi di anni. Ma alcune Nane Bianche, quelle che fanno parte di sistemi binari, possono rubare l’idrogeno alla loro compagna e se, così facendo, riescono ad accrescere la loro massa, raggiungono un limite instabile e scoppiano. Questo fenomeno è detto Runaway Nucleare. A questo punto si forma una Supernova di tipo 1A.
Le Supernove di tipo 1A sono la conseguenza dello scoppio delle Nane Bianche, mentre invece il tipo 2 sono causate dallo scoppio di stelle con massa 8 o 10 volte il Sole. Queste stelle, una volta finita la loro riserva di Idrogeno, trasformano gli elementi restanti in elementi ancora più pesanti. Ciò avviene fino a quando la stella non crea un nucleo di Ferro, perché la produzione di questo elemento non sprigiona energia. Così, quando raggiunge una massa pari a quella di una volta e mezzo il Sole, questa collassa. In questo momento il nucleo si restringe e poi rimbalza, facendo schizzare via gli strati più superficiali e scatenano una forte esplosione. Gli scienziati sono convinti che gli elementi pesanti che si trovano nell’Universo siano stati prodotti da questo tipo di stelle. Successivamente il materiale esploso diventa la materia di cui sono costituiti i corpi celesti. Il nucleo, però, resta intatto, e la gravità per distruggerlo deve avere la meglio sulla pressione causata dalla degenerazione degli elettroni: così gli elettroni si combinano con i protoni, diventando dei neutroni. Ma in realtà neanche i neutroni riescono a stare molto vicini tra loro e quindi si forma una Stella a Neutroni, un corpo celeste estremamente denso, con un forte campo magnetico e che ruota ad una velocità molto alta. Gli astronomi riescono a individuarle perché gli elettroni girano disposti sull’asse del campo magnetico, producendo luce.
Alcune stelle, con una massa pari a 25 o 40 volte quella del Sole, non possono essere sostenute da una Stella di Neutroni e quindi la gravità le comprime ulteriormente riducendole ad un oggetto di densità infinita: un Buco Nero in cui la materia è talmente compressa che vi è una forza di gravità grandissima.