Esperto
- Group
- Administrator
- Posts
- 5,206
- Location
- Sassari
- Status
- Offline
|
|
La materia è sparsa nell’Universo, libera, solitaria. Sotto l’azione della propria forza gravitazionale, si aggrega, si contrae e si riscalda. Molte sono le forze che a questo punto scendono in campo. Le prime ad attivarsi sono le forze elettromagnetiche. Dentro le immense nubi galattiche appaiono i primi embrioni stellari. Grazie ai movimenti delle cariche elettriche accelerate, essi emettono onde radio e infrarosse che consentono agli astronomi di osservarne le evoluzioni. Sotto l’impatto dei fotoni le molecole presenti si dissociano in atomi, e gli atomi stessi perdono i loro elettroni orbitali, i quali vagheranno tra i nuclei denudati. Fra tutte queste particelle si centuplicano le collisioni e nuovi fotoni appaiono di continuo, ad energia sempre più elevata, metre la luce osservabile passa dall’infrarosso al rosso.
La stella diventa visibile (non scordiamoci la differenza tra osservabile e visibile). A seconda della sua massa passerà in seguito al giallo o all’azzurro. La temperatura continua a salire, finchè la temperatura interna della stella supera i dieci milioni di gradi. Le collisioni appaiono così violente che i nuclei di idrogeno superano le forze elettromagnetiche che li respingono ed entrano in contatto gli uni con gli altri. Ecco riapparire la fase nucleare, la stessa nucleosintesi che si è svolta per qualche secondo dopo la nascita dell’Universo.
Appariranno allora nuove combinazioni di nucleoni con la formazione di deuterio (idrogeno pesante), e successivamente di nuclei con tre o quattro nucleoni, ovvero elio. Questo passaggio al nucleare rappresenta una tappa importante per la stella, e si manifesterà con una variazione di comportamento. Le reazioni nucleari si incaricheranno di fornire alla stella l’energia necessaria per continuare a splendere, o più precisamente, per sostenere il proprio peso. Infatti, mentre la stella brilla, si verifica una perdita di energia che destabilizza il sistema minacciandone l’equilibrio: tale perdita va compensata. E la stella corre ai ripari contraendosi e bruciando il suo combustibile nucleare. Così facendo si arriva ad una fase stazionaria, dove esternamente il corpo celeste sembra non subire più mutamenti. Il raggio rimane lo stesso e rimane lo stesso anche il suo colore. E’ la fase che sta attraversando il nostro Sole.
Il primo periodo della nostra stella, quello in cui si riscaldava e si contraeva, è durato circa quindici milioni di anni. Dopo questo periodo è subentrata la fase nucleare,che con le sue reazioni trasforma l’idrogeno al suo interno in elio. Questo processo dura da 4,6 miliardi di anni. Per tutta questa durata la liberazione di energia emanata dal sole è stata costante, ed ha avuto un ruolo sicuramente centrale nello sviluppo della vita. Questa fase è detta “sequenza principale” e tutte le stelle che l’attraversano (ricordiamo Vega, la Polare, Sirio) sono dette appunto stelle della sequenza principale. Circa il 90 percento delle stelle che vediamo nel nostro cielo notturno sono di questo tipo.
La fase nucleare avrà fine quando si esaurirà l’idrogeno nel cuore della stella, evento che tra 5 miliardi di anni si verificherà anche per il nostro Sole. Una volta esaurito il carburante la stella tornerà a produrre energia come aveva fatto alla sua nascita. Ricomincerà a contrarsi. L’energia sprigionata causerà surriscaldamento e lucentezza. La stella continuerà la sua ascensione termica. Di nuovo luce, ma ancora per poco…
Dopo aver esaurito l’idrogeno (leggi la prima parte), nel caldo cuore della stella non rimangono che nuclei di elio e null’altro. La temperatura supera i cento milioni di gradi, un inferno. Più caldo dell’inferno.
Due nuclei di elio-4, formati quindi da 2 protoni e 2 neutroni, si urtano con violenza generando un atomo di berillio-8, che a causa della sua alta instabilità decadrà all’istante (circa 2,6 decimilionesimi di secondo) per tornare alla situazione originale: l’elio, purtroppo, è molto poco socievole. Ma la fisica riuscirà a meravigliarci di nuovo, e se nel medesimo istante dell’urto tra i due atomi di elio se ne avvicinerà un terzo, ecco che si verrà a creare un elemento stabile: il carbonio-12. Questa reazione prende il nome di processo triplo alfa.
La massa dei tre nuclei di elio corrisponde esattamente alla massa di uno stato eccitato di carbonio. Senza questa coincidenza il carbonio non sarebbe mai nato, e senza di esso neanche la vita. Ebbene si, la vita è un sinistro fortuito! L’energia liberata da questa reazione condiziona il comportamento dell’intera stella. La sua atmosfera si espande smisuratamente e cambia di colore. Un bel rosso. La causa di questo processo la si può trovare nella variazione della composizione chimica fra il centro (Elio,Carbonio) e la superficie (Idrogeno).
La stella diventa così una gigante rossa, come Aldebaran nel Toro o Antares nello Scorpione. Nei milioni di anni seguenti il nucleo della stella si riempirà di nuclei di carbonio, e sarà il grande protagonista dell’evoluzione chimica e biologica. Nel cuore della gigante rossa i nuclei di carbonio si combinano con nuclei di elio per generare ossigeno. Ecco il luogo di origine della fecondità cosmica. Gli episodi di contrazione subiti finora dalla stella hanno riscaldato la sua parte centrale, ma in misura minore anche i suoi strati esterni. La fusione dell’idrogeno si propaga ora in queste regioni periferiche.
Nel suo centro l’elio si trasforma in carbonio e ossigeno, mentre negli strati superiori si ha la trasformazione di idrogeno in elio che milioni di anni prima avveniva nel cuore della stella. Ancora più verso l’esterno non muta nulla, non vi sono le temperature necessarie per l’innesco di reazioni nucleari. Come in un forno la temperatura non è uniforme, ed i vari prodotti vengono disposti in modo da ricevere ciascuno il giusto calore, proprio come farebbe un panettiere con le sue crostate, il suo pane e le sue meringhe.
La situazione rimarrà tale fino a che la stella non esaurirà l’elio nel suo nucleo…
http://www.astronomia.com/2007/07/23/la-vi...stella-parte-2/
http://www.astronomia.com/2007/06/28/la-vi...stella-parte-1/
|
|