La puntata di questo mese della rubrica di Marco Lazzara verte su uno dei soggetti più affascinanti, le vita delle stelle.
“Dubita che le stelle siano fuoco, dubita che il sole si muova, dubita che la verità sia mentitrice, ma non dubitare mai del mio amore.” (William Shakespeare)
Le stelle non sono organismi viventi. Ma nonostante ciò hanno un ciclo vitale, in quanto anch’esse nascono, si accrescono, invecchiano, e infine muoiono.
Nascita
Le stelle nascono in zone dell’universo dove sono presenti nubi molecolari, che vedono un’elevata presenza di gas interstellari quali idrogeno molecolare ed elio. In esse sono presenti delle zone a maggiore densità, dove col tempo la gravità comincia ad attirare gas da altre regioni: si sta formando una protostella. Questa continua ad attirare a sé sempre più materia, quindi inizia a contrarsi e a ruotare su se stessa, finché la densità e la pressione esercitata dal nucleo innescano reazioni nucleari: nel firmamento si è accesa una nuova stella.
Vita
Sostanzialmente una stella è un enorme reattore termonucleare, dove atomi di idrogeno vengono fusi e convertiti in elio. In questa forma la stella è chiamata nana, e rimane stabile per un perfetto bilanciamento tra le forze gravitazionali (che tendono a farla contrarre) e le reazioni nucleari (che tendono invece a farla espandere).
Vecchiaia
Quando la stella comincia a esaurire il proprio combustibile, ovvero l’idrogeno, inizia ad avviarsi lungo il viale del tramonto. Il bilanciamento tra reazioni nucleari e contrazioni gravitazionali pende ora a favore di queste ultime, per cui la stella inizia a contrarsi. A seguito di ciò, il nucleo si scalda enormemente ed eietta verso l’esterno del materiale, per cui la stella si riespande, divenendo una gigante. Questo processo di contrazione/espansione avviene ciclicamente numerose volte. Il suo destino finale dipende ora dalla massa della stella.
Morte
Stelle con una massa ridotta (per esempio il Sole) si trasformano più volte in giganti, liberandosi a ogni ciclo degli strati più esterni: la stella diviene una nebulosa planetaria. Della stella originaria non resta che il nucleo, un tizzone ardente che pian piano si spegnerà, chiamato nana nera.
Stelle con una massa più elevata consumano invece molto più rapidamente il proprio combustibile, e divengono delle supergiganti; alla fine giungono al collasso ed esplodono (supernove). Ciò che ne rimane si contrae sempre più mentre la gravità continua ad aumentare fino a valori elevatissimi: divengono allora delle stelle di neutroni. Si tratta di una sfera con le dimensioni di una città (circa 30 km) ma con la massa di un intero sistema solare (quindi un oggetto dalla densità estremamente elevata), composta di soli neutroni, in quanto protoni ed elettroni, gli altri due componenti atomici, sono collassati e divenuti neutroni. Altra sua particolarità è la presenza di un fortissimo campo magnetico, che viene rilevato grazie al fatto di essere pulsato, cosa dovuta alle rapidissime rotazioni che effettua su se stessa (pulsar).
Se la massa della stella è invece ancora più elevata, la stella di neutroni rimane vittima della propria immensa gravità, e si contrae ancora divenendo un buco nero. Sono oggetti che non hanno una dimensione materiale, ma solo una gravità pressoché infinita, in quanto tutto è compresso in un unico punto di dimensioni matematiche indefinite (singolarità), dove le leggi fisiche conosciute non hanno significato.
Vi ringrazio della lettura. Come sempre, sono a vostra disposizione per dubbi/chiarimenti/curiosità.
“Le stelle sono buchi da cui filtra la luce dell’infinito.” (Confucio)