Anche le stelle nascono e muoiono
Nell'antichità le stelle erano considerate oggetti immutabili. Solo nel XX
secolo si è capito che esse hanno un inizio ed una fine, anche se la loro vita è
molto più lunga della vita umana; ad esempio per il Sole è prevista una vita di
una decina di miliardi di anni.
Le stelle hanno origine da un lento collasso gravitazionale di di
nubi interstellari
di gas (soprattutto idrogeno molecolare ed elio) e polveri (Fig. 1). L'energia
potenziale persa nel collasso si trasforma in energia termica. Quando la parte
centrale della nube raggiunge una temperatura di 2000 K, le molecole di idrogeno
si dissociano in atomi; col passare del tempo la temperatura centrale continua
ad aumentare.
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Fig. 1: Spettacolare immagine della parte centrale
della "Nebulosa Omega", chiamata anche M 17, a 5000
anni luce
da noi nella costellazione del Sagittario. In essa si stanno tuttora
formando delle stelle. (Credit: Foto NASA, ESA 24/04/2003) |
Quando la temperatura centrale diventa maggiore di circa mezzo milione di gradi si innesca la prima
reazione di fusione termonucleare e nasce la protostella che emette
radiazione elettomagnetica in
prevalenza nell'infrarosso.
Prevedere l'evoluzione delle stelle è stato uno dei maggiori successi
dell'astrofisica del XX secolo; qui ci occuperemo solo della sorte finale delle
stelle che, come illustrato nella figura sotto, è determinata dalla loro massa
iniziale;
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- Se la massa è inferiore a 0.013
masse solari
non si innesca alcuna reazione termonucleare e si forma un pianeta.
- Nell'intervallo 0.013 - 0.075 masse solari
nei nuclei si hanno temperature di circa un milione di gradi K, sufficienti ad
accendere le prime reazioni termonucleari, ma non ad innescare dei cicli
stabili di bruciamento dell'idrogeno e si formeranno le cosiddette
nane brune
(BD): .
- Fra 0.075 e 8 masse solari si hanno stelle come il nostro Sole che, dopo
una fase iniziale di vari miliardi di anni, passano attraverso una fase di intensa perdita di
massa, che produce una
nebulosa planetaria;
le stelle finiscono la loro evoluzione come
nane bianche
(WD), come la stella centrale della nebula Helix; (le stelle con una massa fra
0.075 e 0.4 masse solari sono chiamate
nane rosse
e restano in vita tempi lunghissimi, ma non costituiscono uno stadio finale
dell'evoluzione stellare).
Fig. 2: Immagine della nebulosa Helix presa dal Telescopio Spaziale Hubble .
La piccola stella centrale è la nana bianca.
(Credit: Foto NASA, ESA, STscI) - Le stelle più pesanti di 8 masse solari esplodono
come Supernova di tipo II
SN II,
emettono una nube e la parte centrale diventa una
stella di neutroni
(NS), se la loro massa iniziale non supera 25 masse solari.
- Al di sopra di tale valore (piuttosto incerto) dall'esplosione di una SNII
si forma di un
buco nero
(BH) di tipo stellare.