Stelle nell'universo
  • Categoria dell'articolo:Curiosità / Scienza
  • Ultima modifica dell'articolo:7 Dicembre 2023

L’Universo è un teatro infinito in cui danzano innumerevoli stelle, incarnando la grandezza e il mistero dell’esistenza. Il loro numero è talmente smisurato da sfuggire all’immaginazione umana, spaziando tra numeri astronomici così giganteschi da catturare l’attenzione e stimolare la curiosità.

I telescopi spaziali e le ricerche astronomiche ci hanno fornito una stima sbalorditiva: si pensa che nell’Universo possano esistere fino a 1 quadrilione di stelle. Immaginatevi: un 1 seguito da 24 zeri, un numero così vasto da farci sentire infinitamente piccoli e insignificanti nel grande schema delle cose, che equivale a 1.000.000.000.000.000.000.000.000.

La nostra galassia, la Via Lattea, ospita più di 100 miliardi di stelle. Tra queste, la nostra ben conosciuta stella, il Sole, che brilla come protagonista principale del nostro sistema solare.

Video della NASA. La nostra galassia, la Via Lattea: quanto è grande lo spazio?

Ma cosa sono le stelle? Sono gigantesche sfere di gas ardente, principalmente composte da idrogeno, accompagnato da tracce di elio e altri elementi. Ogni stella percorre un ciclo di vita unico, che si estende da alcuni milioni a trilioni di anni, e le loro proprietà si trasformano con il passare degli anni.

Come nascono le stelle

Le stelle nascono all’interno di immense nubi di gas e polvere chiamate nubi molecolari. Queste nubi, che possono avere dimensioni incredibili, da migliaia a milioni di volte la massa del Sole, si estendono per centinaia di anni luce nello spazio. La temperature estremamente fredde delle nubi molecolari consentono ai gas di aggregarsi, creando delle zone ad alta densità. Alcune di queste zone possono scontrarsi o accumulare più materia, aumentando la loro forza gravitazionale. Col passare del tempo, la gravità provoca il collasso di alcune di queste zone. Durante questo processo, l’attrito genera calore, portando alla formazione di una protostella, una stella neonata. Gruppi di stelle appena formate da nubi molecolari sono spesso chiamati ammassi stellari, e le nubi molecolari che li ospitano vengono definite nursery o vivai stellari.

Nebulosa Carina
Potrebbe esserci una rapina planetaria in corso nella regione di formazione stellare NGC 3324 nella Nebulosa Carina. Telescopio NASA/James Webb

La vita delle stelle

Inizialmente, la maggior parte dell’energia di una protostella proviene dal calore rilasciato durante il suo collasso iniziale. Dopo milioni di anni, le immense pressioni e temperature al centro della stella comprimono i nuclei degli atomi di idrogeno per formare elio, in un processo noto come fusione nucleare. Questa fusione nucleare rilascia energia, riscaldando la stella e impedendo ulteriori collassi sotto l’effetto della gravità.

Gli astronomi definiscono le stelle che subiscono stabilmente la fusione nucleare dell’idrogeno in elio come stelle della sequenza principale. Questa è la fase più lunga nella vita di una stella. Nel corso di milioni o miliardi di anni, la luminosità, le dimensioni e la temperatura della stella cambieranno lentamente. Il nostro Sole si trova approssimativamente a metà della sua fase di sequenza principale.

La massa di una stella determina quanto rapidamente essa consuma il suo carburante, con stelle di piccola massa che bruciano più lentamente, risultando meno luminose e più fredde rispetto alle stelle molto massicce. Alcune stelle di piccola massa brilleranno per trilioni di anni, più a lungo dell’attuale età dell’universo, mentre alcune stelle massicce vivranno solamente per alcuni milioni di anni.

La morte delle stelle

All’inizio della fine della vita di una stella, il suo nucleo esaurisce l’idrogeno da convertire in elio necessario per la fusione nucleare, la quale crea una pressione interna che bilancia la tendenza della gravità a comprimere la materia, così il nucleo inizia a collassare. Ma questo processo di compressione aumenta anche la temperatura e la pressione, causando un lento rigonfiamento della stella. Tuttavia, i dettagli delle fasi finali della morte della stella dipendono fortemente dalla sua massa.

L’atmosfera di una stella di massa media continuerà ad espandersi fino a diventare una subgigante o una gigante, mentre la fusione nucleare converte l’elio in carbonio all’interno del nucleo. (Questa sarà la sorte che toccherà al nostro Sole, tra diversi miliardi di anni.)

Alcune tipi di stelle giganti diventano instabili e inizieranno a pulsare, gonfiandosi periodicamente ed espellendo parte delle loro atmosfere. Alla fine, tutti gli strati esterni della stella si disperderanno, creando una nube di polvere e gas in espansione chiamata nebulosa planetaria. Tutto ciò che rimane della stella è il suo nucleo, ora divenuto una nana bianca, una sorta di residuo stellare delle dimensioni approssimative della Terra che si raffredderà gradualmente per miliardi di anni.

Il destino delle stelle massicce

Una stella massiccia segue un cammino differente. La fusione converte il carbonio in elementi più pesanti come ossigeno, neon e magnesio, che diventeranno futuro carburante per il nucleo. Per le stelle più grandi, questo processo continua fino a quando il silicio si fonde in ferro. Questi processi producono energia che mantiene il nucleo stabile, impedendogli di collassare. L’intero processo avviene in pochi milioni di anni. Quando il silicio si fonde in ferro, la stella esaurisce il suo carburante in pochi giorni.

A quel punto il nucleo di ferro della stella collassa. Questo cambiamento crea un’onda d’urto che si propaga attraverso la stella causando un enorme esplosione chiamata supernova. Il nucleo della stella sopravvive all’esplosione, formando una stella di neutroni o un buco nero.

Il materiale espulso nel cosmo dall’esplosione delle supernove e da altri eventi stellari arricchirà le future nubi molecolari e sarà incorporato nella prossima generazione di stelle.

Fonti