Quando muore una stella?

26 agosto 2013 12:00
Un cielo stellato vicino al villaggio di Potsurnentsi, in Bulgaria, il 12 agosto 2013. (Dimitar Dilkoff, Afp)

La Via Lattea è formata da 300 miliardi di stelle. Di quelle che noi osserviamo in cielo, alcune sono già morte. Ma non tante come crediamo. Ecco come nasce e muore una stella.

Se confrontata con quella delle stelle, la vita degli esseri umani è molto, molto breve: qualche migliaio di anni per noi equivalgono, per una stella, a un battito di ciglia. Il Sole continuerà a brillare come fa ora per altri cinque o sei miliardi di anni. Le stelle più luminose, che consumano la loro energia molto prima, possono vivere anche per un milione di anni. Ma come noi, anche le stelle nascono, esistono per un certo arco di tempo e poi muoiono. Alcune esplodono, altre si affievoliscono sempre di più.

La stella è un’enorme palla di plasma, cioè gas estremamente caldo. Nasce nelle nebulose, che sono aree in cui c’è più gas rispetto al resto dello spazio che si lega insieme grazie alla gravità.

Il carburante delle stelle è l’idrogeno. Quando le stelle fondono l’idrogeno in elio liberano calore e luce dal nucleo. Finito l’idrogeno, cominciano a contrarsi e diventano sempre più piccole e il loro nucleo più caldo. Questo fa sì che gli strati esterni della stella si espandano, trasformandola in una gigante rossa. Quando il nucleo è abbastanza caldo, l’elio comincia a fondersi in carbonio e una volta esaurito anche l’elio, il nucleo si espande e la stella comincia a raffreddarsi. Il nucleo raggiunge una temperatura talmente bassa da diventare una nana bianca. È questo quello che succede a una stella di dimensioni normali, che ha cioè una massa simile a quella del Sole, in decine di milioni di anni.

Se a morire è una stella davvero grande, la sua massa è tale che dopo che l’elio è finito, ha abbastanza carbonio da fonderlo in elementi pesanti come il ferro. Quando il nucleo si trasforma in ferro, smette di bruciare. La gravità della stella la fa collassare, e poi esplodere in una supernova, che quindi è la morte di una vecchia stella. Quello che resta del nucleo può generare una stella di neutroni o un buco nero.

Le stelle più piccole invece, le nane rosse, non seguono questi passaggi, ma si spengono progressivamente, esistendo per centinaia di miliardi di anni. Alla fine della loro vita non esplodono.

Quindi è giusto dire che quando guardiamo il cielo di notte molte stelle sono già morte?
È vero che quando guardiamo le stelle di notte, le vediamo come erano. La luce viaggia molto velocemente: 300mila chilometri al secondo. Per quanto ne sappiamo, è la cosa che si muove più rapidamente nell’universo. Ma, comunque, la luce della stella più vicina alla Terra, cioè il Sole, impiega otto minuti per raggiungere il nostro pianeta. Significa che il Sole che vediamo ora è in realtà il Sole di otto minuti fa. La stella più vicina al Sole che si conosca è Proxima Centauri, lontana 39,9 migliaia di miliardi di chilometri: per arrivare fino a noi, la sua luce ci mette più di quattro anni.

Ci sono circa seimila stelle visibili a occhio nudo, e la maggior parte di loro è compresa in una distanza di mille anni luce dal Sole. Più sono lontane da noi, più vediamo la loro luce affievolirsi: se il Sole venisse osservato da una distanza di sessanta anni luce diventerebbe invisibile. Da lontano si riescono a percepire solo le stelle più brillanti, come Eta Carinae, che si trova a circa ottomila anni luce da noi, o Rho Cassiopeiae, a ottomila-12mila anni luce. Se le guardiamo in cielo di notte, vediamo queste stelle lontane com’erano circa diecimila anni fa.

In media, si calcola che nella Via Lattea, la galassia di cui facciamo parte e che ha un diametro medio di centomila anni luce, ogni secolo solo due o tre stelle diventano supernove. Può sembrare molto, ma la Via Lattea è formata da qualcosa come 300 miliardi di stelle. Per cui, in realtà, il numero di stelle già morte che però noi continuiamo a osservare in cielo è molto basso.

L’idea che molte, se non tutte le stelle che possiamo vedere in cielo siano già morte è insomma sbagliata. Quando guardiamo in alto, possiamo stare tranquilli sul fatto che le stelle che ammiriamo sono ancora lì e ci rimarranno per parecchio tempo.

Per saperne di più
Dal 19 agosto 2013 si parla di una “nuova stella”, la Nova Delphini 2013, che brillerà in cielo ancora per qualche giorno. In realtà non si tratta di una “nuova” stella ma di una nova, cioè un’esplosione nucleare che avviene nei sistemi con due stelle vicine (una nana bianca può produrre più novae nel corso della sua esistenza). L’energia liberata è enorme e produce un lampo molto luminoso, destinato a spegnersi in pochi giorni.

(Anna Franchin, con la collaborazione di Paola Rebusco)

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