Vita di una stella, il nostro Sole

Pumbaa: Timooon! Timon: Sì? Pumbaa: Ti sei mai domandato cosa siano quei lumicini lassù? Timon: Pumbaa, io non mi faccio domande. Io le cose le so! Pumbaa: Oh! E che cosa sono? Timon: Sono delle lucciole. Lucciole che sono rimaste attaccate a quella grande cosa nero-bluastra! Pumbaa: Oh sì? Io ho sempre pensato che fossero masse gassose che bruciano a miliardi di chilometri di distanza! Timon: Pumbaa, tutto quello che pensi lo trasformi in gas! – Il Re Leone – Walt Disney

Partendo da questa bellissima citazione da uno dei miei classici Disney preferiti, oggi ci occuperemo della vita di una stella. Si esatto, quei bei puntolini luminosi nel cielo notturno, oppure più semplicemente quella bella palla di gas che consente di vendere i ray-ban che ci illumina, riscalda eccetera.

Si ma, come nasce una stella? Partiamo dall’inizio.

Circa 4,6 miliardi di anni fa, nel caso del nostro sole, a seguito dell’esplosione di una o più supernove, della materia proveniente da una nube interstellare a bassa temperatura (-230 °C circa, più o meno la temperatura di un banchiere) ha iniziato ad ammassarsi per effetto della forza di attrazione sempre maggiore degli agglomerati che si andavano a generare. Mano a mano che la massa cresceva, iniziava anche una rotazione sempre più veloce e la rotazione unita alla massa crescente andava a fare aumentare la temperatura in maniera sempre più importante. Collisioni tra atomi generavano razioni nucleari, contribuendo anch’esse all’aumento di temperatura. Praticamente immaginatevi un autobus nell’ora di punta a metà agosto, stracolmo di persone sudaticce e senza aria condizionata, cosa potrebbe mai andare storto?

Una rappresentazione grafica di una proto-puzzetta proto-stella

Solitamente, l’universo tende ad espandersi per effetto della termodinamica. Per farvela facile, tutta la materia presente nell’universo tenderà ad avere la più bassa energia possibile e gli scienziati hanno ipotizzato che in un tempo sufficientemente lungo, tutti gli atomi saranno infinitamente distanti l’uno dall’altro. La morte dell’universo. Tranquilli c’è anche chi ipotizza che a quel punto tutto ritornerà indietro per un effetto elastico e si riavrà un big-bang. Una sorta di ciclo di vita, distruzione, morte e rinascita in stile Battlestar Galactica.

Tornando a noi, l’effetto descritto sopra, nel caso della nascita di una nuova stella riesce ad essere temporaneamente vinto da un connubio di forza di gravità e temperatura. A quel punto gli invitati alla festa non possono più scappare, rimanendo bloccati ed anzi, le forze di repulsione tra i nuclei di idrogeno vengono completamente annullate formando atomi di elio. La reazione di fusione nucleare genera un’enorme quantità di energia. Per farvi un paragone, la fusione nucleare che si sta sperimentando sulla terra (ancora allo stato primordiale, ahimè), prevede di estrarre il deuterio dall’acqua. Ecco l’acqua contenuta in una bacinella sarà sufficiente a produrre 200.000 KWh, ossia sufficienti ad “sfamare” il bisogno di energia elettrica per 100 famiglie per un intero anno. E perchè non l’abbiamo ancora fatto, mi direte voi? Eh, provateci voi a ricreare le pressioni e temperature di una stella. Furboni…..

Vabbè ad ogni modo, il motore della stella è partito. Le reazioni di fusione nucleare sono belle che partite, quindi? Beh, è nata una stella! (No, Lady Gaga non c’entra)

Bene, bisogna anche dire che spesso le proto-stelle e le neonate hanno tutto intorno a loro un disco di accrescimento formato da materiale di vario genere, come gli stessi elementi che la compongono ed elementi più pesanti che sempre per effetto della gravità andranno a formare altri agglomerati sempre più grandi, ossia i proto-pianeti. La terra si è formata esattamente così. Tendenzialmente i pianeti più vicini alla stella neonata sono più rocciosi rispetto a quelli più lontani, che riescono a trattenere maggiori quantità di gas soffrendo di meteorismo. Un tipico esempio di quelli che vengono detti “giganti gassosi”? Giove! Di seguito, foto recente della sonda Juno talmente bella da essere considerata quasi pornografia.

Per trenta milioni di anni il nostro Sole ha un po’ imparato a fare le cose per bene, doveva carburare e stabilizzarsi raffreddandosi un poco e regolare le reazioni di fusione per non rischiare di finire male. Insomma come un adolescente in piena pubertà. Sapete com’è…le tempeste ormonali. La stabilizzazione finale della situazione ha richiesto ulteriori cinquanta milioni di anni, praticamente la durata del film “La Corazzata Potemkin”, in termini astronomici. A questo punto il Sole è entrato nella cosiddetta “sequenza principale” ossia la fase più importante e duratura dell’intero ciclo di vita di una stella.

Abbiamo detto che il Sole è nato 4,6 miliardi di anni fa più o meno, beh riuscirà a consumare idrogeno ed essere stabile più o meno per un tempo ugualmente lungo. Poi subentrerà la vecchiaia, inizierà a mangiare cibo spazzatura e diventare un po’ più grande. Si perchè il ciclo della stella non finisce quando finisce l’idrogeno!

Il Sole inizierà a fondere nuclei di elio in nuclei più pesanti, come carbonio ed ossigeno, aumentando le dimensioni di se stesso talmente tanto da azzerare quasi la distanza tra la terra e la superficie della stella. Si beh farà caldino, quindi non uscite nelle ore centrali della giornata, bevete molta acqua e mangiate cibi leggeri.

La gigante rossa formatasi, continuerà a crescere per circa un miliardo di anni. Poi non riuscirà più a rimanere stabile e sarà costretta ad espellere tutto il materiale non confluito nel nucleo e non facente parte delle reazioni di fusione, andando così a generare una nebulosa stellare. La parte rimanente della stella collasserà in una nana bianca, paradossalmente ancora più calda e “pesante”. Qui rimarrà a raffreddarsi molto lentamente, per altri dieci miliardi di anni, fino a quando la sua temperatura raggiungerà valori vicini allo zero assoluto (-273 °C e spicci). Avremo a quel punto una nana nera.

Bene. Questo è quello che ha riguardato e riguarderà la nostra stella. Ma le stelle sono tutte uguali?

La risposta è no.

Ne esistono di diversi tipi e differiscono per il loro spettro elettromagnetico. Le stelle, in virtù della loro dimensione, composizione, età eccetera hanno una temperatura superficiale diversa e un colore corrispondente diverso.

Come potete vedere dalla tabella riportata qui sopra, il nostro astro non è neanche così caldo o grande in termini di massa. Insomma è una stella media (la ragazza ha del potenziale, ma non si applica). Più grandi sono, più calde sono e di conseguenza il loro spettro virerà verso il colore blu. Viceversa, più piccole sono le stelle, più la loro temperatura sarà “contenuta” ed il loro spettro virerà verso il rosso.

Si ma le Supernove? Beh, loro sono un caso a parte. Sono delle esplosioni stellari talmente intense e brillanti che nel momento clou risultano addirittura più brillanti dell’intera galassia che le ospitano. Praticamente come un tamarro con i fari full led in una strada provinciale di notte. L’energia che rilasciano è letteralmente enorme, tanto da far apparire quelle delle stelle classiche come delle batterie stilo.

L’argomento comunque, a mio parere meriterebbe un post a parte.

Un’altra curiosità, sapete perchè vediamo le stelle pulsare? No non sono loro a giocare con l’interruttore, ma è l’atmosfera terrestre che crea queste aberrazioni visive a causa della sua composizione. Anche perchè diciamolo, le stelle sono talmente lontane da noi, che voi quando la guardate insieme all’amore della vostra vita, state in realtà guardando ciò che è successo un botto di tempo fa. E’ la velocità della luce! Per intenderci. Se una stella è lontana ad esempio 4,26 anni luce come Proxima Centauri, vuol dire che voi state guardando l’immagine di 4,26 anni fa della stella. Perchè la luce viaggia alla velocità di 300.000 Km/sec! Più o meno come un Gilera Runner truccato di un quattordicenne. Quindi la luce in un anno percorre più o meno 9500 miliardi di km, fatevi un po’ il conto voi di quanto è lontana la stella sopra citata.

Spero di aver soddisfatto un po’ della vostra curiosità sulle stelle. Sicuramente farò altri post su argomenti di astronomia. Scrivetemi se avete altre curiosità!