martedì 10 febbraio 2015

Siamo fatti di stelle: La Promessa

Noi siamo fatti di stelle. Ma davvero, eh. Nel vero senso della parola.
Tutti noi lo siamo: io che scrivo, voi che leggete (ebbene sì anche quelli che non mi leggono), il vostro cane, il vostro capo, il vicino rompipalle, l'impiegato delle poste...Tutti!

Per capire come sia possibile, facciamo un passo indietro.
Cercate di seguirmi, perchè la cosa si fa lunga, ma...fidatevi, vale la pena arrivare fino in fondo, perchè è uno dei fenomeni più affascinanti e spettacolari della natura :-)

Dividerò il post in tre atti, come quelli descritti nel film "The Prestige" di Christopher Nolan:
Mi raccomando, leggeteli nell'ordine giusto, non fate i furbi leggendo solo l'ultimo atto :-)

ATTO 1: LA PROMESSA

Che cosa sono le stelle?
Sembra una domanda banale ma non lo è.
Le stelle sono delle palle di gas. Gigantesche palle di gas incandescente. Niente di più, niente di meno. Palle di gas con una temperatura crescente dalla superficie al nucleo (qualche migliaio di gradi centrigradi sulla superficie, milioni di gradi nel nucleo).

Come nascono le stelle?
Gravità. Si suppone che le stelle nascano da nebulose, che sono dei giganteschi nuvoloni di gas, soprattutto di idrogeno, l'elemento di granlunga più abbondante nell'universo.
Pian piano l'idrogeno si accumula.
Più si accumula e più fa massa. L'aumento di massa fa aumentare la forza di gravità. La gravità tende a far comprimere l'idrogeno, riscaldandolo.
A un certo punto, quando la massa raggiunge un certo valore critico, l'idrogeno si scalda a un punto tale da far fondere i suoi atomi.
Si parla di temperature vertiginose eh. Solo una massa molto grande di gas può generare una pressione così grande.
Praticamente si innescano delle reazioni di fusione nucleare.
Gli atomi di idrogeno si fondono tra loro. Fondendosi liberano una quantità molto grande di energia (avete presente la bomba H? Stessa cosa, più o meno).
Quest'energia tende a far espandere il gas (e quindi la stella) e si contrappone alla forza di gravità, che tende a comprimerlo, a farlo collassare.
A un certo punto queste due forze contrapposte trovano un equilibrio e...
...tadaaaan! È nata una stella!
Gli astrofisici lo chiamano "Equilibrio Idrostatico", noi invece vediamo il cielo stellato in riva al mare in un'atmosfera da limone duro.

Come vivono le stelle?
Idrogeno. Le stelle funzionano grazie a quelle reazioni di fusione nucleare dell'idrogeno di cui parlavo prima
Finchè c'è idrogeno...tutto ok. La stella può brillare indisturbata. Questa fase si chiama "sequenza principale".
Però 'sto idrogeno non è infinito. Prima o poi, a furia di fonderlo, finisce.
Se si fondono atomi di idrogeno si ottiene elio (non quello delle storie tese, eh, l'elemento chimico!). Quindi arriverà un punto in cui la stella (almeno nel suo nucleo) avrà fuso tutto l'idrogeno trasformandolo in elio.

Cosa succede quando finisce l'idrogeno?
E' un casino.
La stella non brucia più idrogeno, le reazioni nucleari cessano. Questo perchè nel nucleo è rimasto solo elio, e non c'è abbastanza calore per fondere anche quello. Quindi, senza fusioni nucleari, la stella non può più liberare quell'energia che le serve per contrapporsi alla gravità.
E allora che succede? Succede che la gravità vince, e il nucleo della stella collassa.
Ma state tranquilli! Non collassa all'infinito.
A un certo punto succede una cosa molto simile a quella che accade quando la stella nasce.
La forza di gravità aumenta, quindi l'elio all'interno del nucleo si comprime e, comprimendosi, aumenta la temperatura.
Tadaaan! A un certo punto la temperatura è sufficiente per innescare la fusione dell'elio!
Questo fornisce l'energia per contrastare la forza di gravità e il collasso del nucleo si arresta.
A quel punto la stella trova un nuovo equilibrio.
Però la stella non è contenta, non sta più bene.
Infatti la grande energia che sprigiona la fusione dell'elio nel nucleo fa espandere gli strati esterni della stella (dove c'è ancora idrogeno, perchè all'esterno del nucleo la pressione è minore).
La stella quindi aumenta vertiginosamente di volume, anche di centinaia di volte!
E' diventata quella che gli astrofisici chiamano una "gigante rossa".

Succederà anche al sole, nè.
Quando il sole diventerà una gigante rossa diventerà enorme.
Attualmente il raggio del sole è di 770 mila km. Quando diventerà una gigante rossa il suo raggio supererà i 160 milioni di chilometri (avete letto bene).
Ehm...la Terra dista dal Sole circa 150 milioni di chilometri. Ehm...questo vuol dire solo una cosa: la Terra verrà inglobata dal sole.
Ancora una volta, state tranquilli, tanto succederà tra 4-5 miliardi di anni. Credo proprio che non vivrete abbastanza per vederlo :-)
E poi...Io temo che l'umanità si auto-annienterà molto prima...

Tornando a noi, la stella (ossia la nostra gigante rossa) inizia a bruciare elio.
Stessa solfa di prima: La gravità spinge verso il nucleo, il quale, riscaldandosi, fonde l'elio e ha l'energia sufficiente per contrastare la gravità stessa.

Ma....a regà...prima o poi dovrà pur finire 'sto elio, o no?
E che succede quando finisce l'elio???

A tra poco
Santiago ;-)


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