L’evoluzione di una stella

L’EVOLUZIONE DI UNA STELLA

Nel corso della loro vita le stelle attraversano diverse fasi evolutive: nascono, raggiungono uno stadio di “maturità” in cui sono stabili, e infine si spengono. Le stelle hanno origine da enormi nubi di gas e polveri, le nebulose (2). All’interno delle nebulose vi sono zone in cui questi materiali si addensano esercitando un’attrazione gravitazionale sulla restante materia stellare, che si contrae aumentando a sua volta di densità e temperatura.
Nell’area in cui la contrazione è maggiore iniziano a formarsi protostelle, ossia corpi che emettono calore pur non essendo ancora vere e proprie stelle: lo diventeranno solo dopo aver raggiunto la temperatura di circa 15 milioni di °C, quando si innescheranno le prime reazioni di fusione nucleare (3).
Nel momento in cui una stella si accende, le reazioni di fusione nucleare trasformano parte della materia stellare (l’idrogeno) in un’enorme quantità di energia, che contrasta e bilancia la contrazione dovuta all’attrazione gravitazionale. Si determina allora una situazione di equilibrio che corrisponde alla fase di maturità della stella e che dura finché nel suo nucleo è disponibile l’idrogeno necessario a innescare la fusione nucleare. La fase di maturità è quella in cui si trova oggi il Sole.
Quando l’idrogeno si esaurisce, le stelle iniziano a perdere energia e l’equilibrio si altera: l’attrazione gravitazionale torna a essere predominante. Aumenta, quindi, la densità e di conseguenza la temperatura. Da qui in poi la stella può evolvere in modi diversi.

• Se la stella ha una massa dello stesso ordine di grandezza di quella del Sole (4), la contrazione determina un aumento di temperatura fino alla fusione dell’elio, che era stato prodotto dalla fusione nucleare, e alla formazione di carbonio. Si sprigiona così moltissima energia: la stella si espande e diventa una gigante rossa. I materiali più esterni, e quindi freddi, della gigante rossa si disperdono poi nello Spazio e vanno a costituire una nebulosa; il nucleo, invece, si contrae diventando una nana bianca, cioè una stella piccola e molto calda che dopo miliardi di anni si spegnerà, trasformandosi in una nana nera. Questo dunque è quello che succederà alla nostra stella tra 5 miliardi di anni.
• Se ha una massa inferiore a quella del Sole, la contrazione prosegue fino a che la stella non si trasforma direttamente in una nana bianca per poi spegnersi in una nana nera.
• Se ha una massa più di tre volte superiore a quella del Sole, dopo l’iniziale contrazione si espande e diventa una supergigante rossa, che inizia a produrre elementi sempre più pesanti (ossigeno, magnesio, silicio, ferro, zolfo). Il ferro, fondendo, assorbe energia fino a far esplodere la stella in una supernova. Nel corso di tale esplosione, una parte della materia stellare darà origine a una nebulosa; un’altra parte si contrarrà formando una stella di neutroni o pulsar (5), cioè una stella pulsante che ruota su se stessa emettendo onde radio, oppure un buco nero (6), cioè un oggetto celeste in cui l’attrazione gravitazionale è tanto elevata da impedire alla stessa luce di uscire. I buchi neri non sono osservabili direttamente, ma la loro esistenza può essere dimostrata attraverso le perturbazioni che esercitano sui corpi celesti più vicini.

(4) La vita delle stelle

Nell’Universo sono presenti anche delle “quasi stelle”, i quasar, che distano da noi da 2 a 13 miliardi di anni luce. Non è ancora chiaro quale sia la natura di questi corpi celesti: probabilmente si tratta di nuclei di galassie in formazione, che emettono così tanta luce da essere gli oggetti più luminosi visibili nel cielo. La loro energia è talmente elevata da non poter essere ricondotta a fenomeni di fusione nucleare.

LE GALASSIE

Nelle notti con cielo sereno è possibile vedere una grande scia biancastra di stelle che attraversa la volta celeste: si tratta di una porzione della nostra galassia, chiamata Via Lattea (7). Le galassie sono enormi ammassi di stelle (possono comprenderne anche migliaia di miliardi), polveri, gas, pianeti e satelliti che ruotano intorno a un nucleo centrale. Le loro dimensioni possono arrivare anche a 10 milioni di anni luce. Si pensa che esistano circa 100 miliardi di galassie.
In base alla loro forma, le galassie sono classificate come ellittiche, a disco, irregolari e a spirale. La Via Lattea è una galassia a spirale con un diametro di circa 100000 anni luce; i bracci della spirale escono dal nucleo centrale, che appare più luminoso perché presenta un maggiore addensamento di stelle. Guardandola in sezione, ci apparirebbe come un disco appiattito, un po’ rigonfio al centro.
Formata da circa 200 miliardi di stelle, la Via Lattea è una galassia giovane, in cui si accendono continuamente nuove stelle. Il Sole, con il Sistema Solare, occupa una posizione periferica, quasi all’estremità di uno dei bracci.

(7) La Via Lattea