Le stelle iniziano la loro vita quando la fusione dell’idrogeno si accende nei loro densi e caldi nuclei. Una volta che questo processo inizia, il gioco è fatto. L’attrazione gravitazionale di tutta la massa della stella cerca di comprimerla in un punto minuscolo, ma l’energia rilasciata dalla fusione spinge verso l’esterno, creando un delicato equilibrio che può persistere per milioni o addirittura trilioni di anni.
Le stelle piccole vivono un tempo incredibilmente lungo. A causa della loro piccola statura, non hanno bisogno di molta energia per bilanciare l’attrazione gravitazionale verso l’interno, quindi si limitano a sorseggiare le loro riserve di idrogeno. Come bonus, le atmosfere di queste stelle circolano costantemente, tirando giù idrogeno fresco dagli strati esterni al nucleo, dove può alimentare il fuoco continuo.
Tutto sommato, una tipica stella nana rossa brucerà felicemente idrogeno nel suo nucleo per trilioni di anni. Non male.
Quando queste piccole stelle invecchiano, diventano sempre più luminose fino a quando non si spengono vagamente, diventando un inerte e noioso grumo di elio e idrogeno che se ne va in giro per l’universo a farsi gli affari propri.
È un destino doloroso, ma almeno è un destino tranquillo.
Il gran finale
Quando le stelle massicce del nostro universo muoiono, è molto più violento. A causa della maggiore massa di queste stelle, le reazioni di fusione devono avvenire molto più velocemente per sostenere l’equilibrio con la gravità.
Nonostante siano molto più pesanti delle loro cugine nane rosse, queste stelle hanno una durata di vita molto più breve: entro pochi milioni di anni (che, date le scale temporali astronomiche, potrebbero anche essere la prossima settimana) muoiono. E il carbonio. E l’ossigeno. E il magnesio. E il silicio. Un buon numero di elementi della tavola periodica sono prodotti all’interno di queste stelle giganti verso la fine della loro vita.
Ma una volta che queste stelle formano un nucleo di ferro, la musica si ferma e la festa è finita.
Tutto quel materiale che circonda il ferro si stringe nel nucleo, ma la fusione del ferro non rilascia energia per contrastarla. Invece, il nucleo si contrae a densità così incredibili che gli elettroni vengono spinti dentro i protoni, trasformando l’intero nucleo in una palla gigante di neutroni.
Questa palla di neutroni è in grado – temporaneamente, almeno – di resistere al collasso schiacciante, innescando un’esplosione di supernova. Una supernova rilascia più energia in una settimana di quanta ne rilasci il nostro sole nel corso della sua intera vita di 10 miliardi di anni. L’onda d’urto e il materiale espulso durante l’esplosione scolpisce bolle nel mezzo interstellare, sconvolge le nebulose e invia persino materiale che fuoriesce dalle galassie stesse…
È una delle viste più spettacolari dell’intero universo. Quando le supernove avvengono dalle nostre parti, le esplosioni sono abbastanza luminose da apparire durante il giorno e possono anche essere più luminose della luna piena di notte.
Un ultimo spettacolo
Sono le stelle di medie dimensioni a subire il destino peggiore. Troppo grandi per spegnersi tranquillamente nella notte e troppo piccole per innescare un’esplosione di supernova, si trasformano invece in mostri raccapriccianti prima di trasformarsi definitivamente al rovescio.
Per queste stelle medie (che comprendono stelle come il nostro sole), il problema è che una volta che si forma una palla di ossigeno e carbonio nel nucleo, non c’è abbastanza massa intorno per fonderla in qualcosa di più pesante. Quindi se ne sta lì, diventando sempre più calda di giorno in giorno. Il resto della stella reagisce a quell’inferno nel nucleo, gonfiandosi e diventando rosso, producendo una gigante rossa. Quando il nostro sole diventerà una gigante rossa, il suo bordo raggiungerà quasi l’orbita della Terra.
Questa fase di gigante rossa è instabile, e le stelle come il nostro sole si agiteranno, collassando e rigonfiandosi più e più volte, con ogni evento che lancia venti che portano la maggior parte della massa del sole fuori nel sistema solare.
Nei suoi ultimi spasimi di morte, una stella di medie dimensioni vomita le sue viscere per formare un’effervescente nebulosa planetaria, sottili ciuffi di gas e polvere che circondano il nucleo di carbonio e ossigeno ora esposto al centro. Quel nucleo ottiene un nuovo nome quando è esposto al vuoto dello spazio: una nana bianca.
La nana bianca illumina la nebulosa planetaria circostante, energizzandola per circa 10.000 anni prima che il cadavere stellare si raffreddi troppo per consentire tali spettacoli di luce.
Anche se bello e sconcertante da vedere in un telescopio, le nebulose planetarie sono i prodotti di una morte violenta e torturata di una stella. Affascinante, sì, ma anche ossessionante da contemplare.
Impara di più ascoltando l’episodio “Cosa succede quando le stelle muoiono?” sul podcast Ask A Spaceman, disponibile su iTunes e sul web all’indirizzo http://www.askaspaceman.com. Grazie a Mitchell L. per le domande che hanno portato a questo pezzo! Fai la tua domanda su Twitter usando #AskASpaceman o seguendo Paul @PaulMattSutter e facebook.com/PaulMattSutter.
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