Come avviene la fine delle stelle

La fine delle stelle massicce non è placida. La loro massa genera una spinta gravitazionale in grado non solo di utilizzare l'idrogeno, ma di fondere anche l'elio

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Le stelle iniziano a brillare di luce propria quando nei loro nuclei inizia il processo di fusione dell’idrogeno. Da quel momento in poi, sulla stella inizia un delicato equilibrio tra la gravità che tende a comprimerla e le reazioni nucleari che la fanno espandere. Questo equilibrio può durare anche trilioni di anni.

Meno una stella è massiccia più a lungo vive. Una stella di piccola massa non necessita di molta energia per bilanciare la spinta gravitazionale. Queste stelle sono longeve perché possono utilizzare tutto il loro idrogeno che viene trasferito dalla loro atmosfera fino al nucleo dove può alimentare la fusione per moltissimo tempo.


Man mano che queste piccole stelle invecchiano, aumentano costantemente la loro luminosità fino a quando non si spengono una volta consumato tutto l’idrogeno. Queste stelle vagheranno indefinitamente per l’universo raffreddandosi sempre di più. Il loro destino è ineluttabile, ma la loro è una fine molto tranquilla.

A differenza delle stelle di piccola massa, la fine delle stelle più massicce nel nostro universo, è molto più violenta. Queste stelle, a causa della loro maggiore massa devono produrre reazioni di fusione nucleare molto più rapidamente per resistere all’enorme spinta gravitazionale che tende a comprimerle.

Sebbene siano molto più massicce delle nane rosse, queste stelle vivono per pochi milioni di anni, una scala temporale astronomica molto breve.

La fine delle stelle massicce non è per nulla placida. La loro massa genera una spinta gravitazionale in grado non solo di utilizzare l’idrogeno, ma di fondere anche l’elio e gli elementi che si formano nei processi che ne seguono, il carbonio, l’ossigeno, il magnesio e il silicio. Un certo numero di elementi chimici viene prodotto nel cuore di queste stelle massicce nelle ultime fasi della loro vita.

Quando queste stelle iniziano la sintesi del ferro, i processi di fusione nucleare improvvisamente si arrestano. La spinta gravitazionale di tutta la materia che circonda il nucleo, non più sostenuta dalla fusione, collassa. La stella non è più in grado di generare energia, la sintesi del ferro non ne produce, anzi, ne assorbe, il destino della stella è segnato.

Tutta la materia precipita sul nucleo comprimendolo e portandolo a densità incredibili. Gli elettroni vengono schiacciati sui protoni, il nucleo diventa una gigantesca palla di neutroni.

La sfera di neutroni risultante è in grado di resistere alla spinta gravitazionale, innescando un’esplosione di supernova. Una supernova emette più energia in una settimana di quanto il Sole ne emetta in 10 miliardi di anni di esistenza. L’onda d’urto e il materiale espulsi durante l’esplosione scolpiscono bolle nel mezzo interstellare, sconvolgono le nebulose e persino emettono materiale dalle galassie stesse.

Le supernove sono uno spettacolo fantastico, quando ne avviene una sono visibili anche durante il giorno e possono essere più luminose della Luna piena.

Ma la fine peggiore è riservata alle stelle di medie dimensioni. Troppo grandi per spegnersi in silenzio, ma troppo piccole per esplodere in una supernova, si trasformano in qualcosa di diverso.

Il problema di queste stelle, delle quali fa parte anche il nostro Sole, è la condizione raggiunta dal nucleo una volta che si trasforma in una sfera di carbonio e ossigeno. La massa della stella non consente di operare fusioni ulteriori. Gli strati esterni della stella invece si espandono, la stella diventa una enorme gigante rossa. Queste stelle espandendosi inglobano i pianeti interni; il nostro Sole farà lo stesso, lambendo l’orbita terrestre incenerirà Mercurio e Venere.

Questa fase è instabile e stelle come il Sole pulseranno più volte espandendosi e restringendosi emettendo potenti venti che trascineranno lontano gran parte degli strati esterni.

Nelle sue ultime fasi di vita, una stella di medie dimensioni rilascia materia dalle sue viscere formando una nebulosa planetaria esponendo il nucleo ormai spento al vuoto dello spazio. A questo punto, la stella si è trasformata in una nana bianca.

La nana bianca illumina la nebulosa planetaria, energizzandola per circa 10.000 anni prima che si raffreddi troppo. Le nebulose planetarie sono degli spettacoli del cielo se osservate al telescopio, ma sono il risultato della fine violenta di un astro e del sistema di pianeti che lo circondava.