Proprio come qualsiasi essere vivente, le stelle attraversano un ciclo naturale. Questo inizia con la nascita, si estende attraverso una durata di vita caratterizzata da cambiamento e crescita e termina con la morte. Naturalmente, stiamo parlando di stelle qui e il modo in cui nascono, vivono e muoiono è completamente diverso da qualsiasi forma di vita che conosciamo.
Per uno, i tempi sono completamente diversi, che durano nell'ordine di miliardi di anni. Inoltre, anche i cambiamenti che subiscono durante la loro vita sono completamente diversi. E quando muoiono, le conseguenze sono, per così dire, molto più visibili? Diamo un'occhiata al ciclo di vita delle stelle.
Nuvole molecolari:
Le stelle iniziano come vaste nuvole di gas molecolare freddo. La nuvola di gas potrebbe galleggiare in una galassia per milioni di anni, ma poi alcuni eventi fanno sì che inizi a collassare sotto la sua stessa gravità. Ad esempio, quando le galassie si scontrano, alle regioni di gas freddo viene dato il calcio di cui hanno bisogno per iniziare a collassare. Può anche accadere quando l'onda d'urto di una supernova vicina attraversa una regione.
Mentre collassa, la nuvola interstellare si divide in pezzi sempre più piccoli, e ognuno di questi collassa su se stesso. Ognuno di questi pezzi diventerà una stella. Man mano che la nuvola collassa, l'energia gravitazionale la fa riscaldare e la conservazione della quantità di moto da tutte le singole particelle la fa ruotare.
Protostar:
Mentre il materiale stellare si unisce sempre più stretto, si riscalda spingendo contro un ulteriore collasso gravitazionale. A questo punto, l'oggetto è noto come protostar. Intorno al protostar c'è un disco circumstellare di materiale aggiuntivo. Parte di questo continua a spirale verso l'interno, sovrapponendo ulteriore massa sulla stella. Il resto rimarrà al suo posto e alla fine formerà un sistema planetario.
A seconda della massa delle stelle, la fase protostar dell'evoluzione stellare sarà breve rispetto alla sua durata complessiva. Per quelli che hanno una massa solare (cioè la stessa massa del nostro Sole), dura circa 1000.000 anni.
T Tauri Star:
Una stella T Tauri inizia quando il materiale smette di cadere sulla protostar e sta rilasciando un'enorme quantità di energia. Sono così chiamati per via del prototipo di stella utilizzato per ricercare questa fase dell'evoluzione solare: T Tauri, una stella variabile situata nella direzione del cluster Hyades, a circa 600 anni luce dalla Terra.
Una stella T Tauri può essere luminosa, ma tutto ciò deriva la sua energia gravitazionale dal materiale che collassa. La temperatura centrale di una stella T Tauri non è sufficiente per supportare la fusione al suo interno. Anche così, le stelle T Tauri possono apparire luminose come le stelle principali della sequenza. La fase T Tauri dura circa 100 milioni di anni, dopo di che la stella entrerà nella fase più lunga del suo sviluppo: la fase della sequenza principale.
Sequenza principale:
Alla fine, la temperatura interna di una stella raggiungerà il punto in cui può iniziare la fusione del suo nucleo. Questo è il processo che tutte le stelle attraversano mentre convertono i protoni dell'idrogeno, attraverso diversi stadi, in atomi di elio. Questa reazione è esotermica; emana più calore del necessario e quindi il nucleo di una stella della sequenza principale rilascia un'enorme quantità di energia.
Questa energia inizia come raggi gamma nel nucleo della stella, ma mentre fa un lungo viaggio lento fuori dalla stella, scende in lunghezza d'onda. Tutta questa luce spinge verso l'esterno la stella e contrasta la forza gravitazionale tirandola verso l'interno. Una stella in questa fase della vita è tenuta in equilibrio - finché dura la sua scorta di idrogeno.
E quanto dura? Dipende dalla massa della stella. Le stelle meno imponenti, come le nane rosse con metà della massa del Sole, possono sorseggiare il loro combustibile per centinaia di miliardi e persino trilioni di anni. Le stelle più grandi, come il nostro Sole, resteranno normalmente nella fase principale della sequenza per 10-15 miliardi di anni. Le stelle più grandi hanno la vita più breve e possono durare pochi miliardi e anche solo pochi milioni di anni.
Gigante rosso:
Nel corso della sua vita, una stella sta convertendo l'idrogeno in elio al suo interno. Questo elio si accumula e il combustibile a idrogeno si esaurisce. Quando una stella esaurisce il suo combustibile di idrogeno nel suo nucleo, le sue reazioni nucleari interne si fermano. Senza questa leggera pressione, la stella inizia a contrarsi verso l'interno attraverso la gravità.
Questo processo riscalda un guscio di idrogeno attorno al nucleo che poi si accende in fusione e fa illuminare di nuovo la stella, con un fattore di 1.000-10.000. Questo fa sì che gli strati esterni della stella si espandano verso l'esterno, aumentando le dimensioni della stella molte volte. Il nostro Sole dovrebbe gonfiarsi verso una sfera che arriva fino all'orbita terrestre.
La temperatura e la pressione al centro della stella raggiungeranno infine il punto in cui l'elio può essere fuso in carbonio. Quando una stella raggiunge questo punto, si contrae e non è più un gigante rosso. Le stelle molto più massicce del nostro Sole possono continuare in questo processo, risalendo la tabella degli elementi creando atomi sempre più pesanti.
Nana bianca:
Una stella con la massa del nostro Sole non ha la pressione gravitazionale per fondere il carbonio, quindi una volta esaurito l'elio nel suo nucleo, è effettivamente morto. La stella espellerà i suoi strati esterni nello spazio e poi si contraerà, diventando infine una nana bianca. Questo residuo stellare potrebbe iniziare a surriscaldarsi, ma non ha più reazioni di fusione all'interno. Si raffredderà per centinaia di miliardi di anni, diventando infine la temperatura di fondo dell'Universo.
Abbiamo scritto molti articoli sul ciclo live delle stelle su Space Magazine. Ecco qual è il ciclo di vita del sole? Che cos'è un gigante rosso? La Terra sopravviverà quando il sole diventerà un gigante rosso? Qual è il futuro del nostro sole?
Vuoi maggiori informazioni sulle stelle? Ecco i comunicati stampa di Hubblesite sulle stelle e ulteriori informazioni della NASA immaginano l'Universo.
Abbiamo registrato diversi episodi di Cast di astronomia sulle stelle. Eccone due che potresti trovare utili: Episodio 12: Da dove vengono le stelle del bambino?, Episodio 13: Dove vanno le stelle quando muoiono? Ed episodio 108: La vita del sole.
fonti:
- NASA: Come si formano e si evolvono le stelle?
- NASA: The Life and Death of Stars
