...prima parte


La morte di una stella (Seconda parte)

STELLE CON MASSA MEDIO-PICCOLA

Essendo la massa della stella non eccessiva, la stella continuerà a bruciare elio ancora per qualche centinaio di milioni di anni. Tengo a precisare che i tempi sono relativi ad una stella di dimensioni e massa simili a quelle del Sole. I tempi cambiano notevolmente per stelle di massa diversa.
Finito anche l'elio resta il suo prodotto e cioè il carbonio.
Ma, poichè la massa è relativamente ridotta, la forza di gravità non riesce a comprimere la stella in modo tale da aumentare la temperatura nel nucleo a livelli ancora più elevati e non si innescano nuove reazioni nucleari.
La forza di gravità diventa di nuovo padrona della situazione e comprime la stella fino a farle raggiungere densità elevatissime e facendo salire gravemente la temperatura. In questo modo, però, la stella diventa molto piccola ed assume una colorazione bianco acceso.
La densità di queste stelle raggiunge valori 40.000 volte maggiori di qualunque metallo sulla Terra.
Si è appena formata una "Nana bianca". La nana bianca sopravvive nelle sue ultime fasi sotto un altro equilibrio che la spegnerà lentamente con il passare del tempo.
Ai livelli di densità raggiunti, il gas non è formato più da molecole "normali" e in quanto tale non si comporta più da gas normale.
Nonostante ciò è ancora in grado di opporre una resistenza alla forza di gravità, ristabilendo ancora una volta quel famoso equilibrio con la forza di gravità. Questa volta ad opporsi alla gravità non è più la pressione nucleare (ormai assente) ma la pressione del gas degenere, raffreddandosi lentamente e inesorabilmente la nana bianca diventa una nana nera.
In pratica un faro spento. Le nane bianche, nonostante la loro altissima temperatura e pressione, non sono visibili ad occhio nudo perchè hanno una luminosità bassissima dovuta solamente alle dimensioni, tanto ridotte.

La nana bianca è circondata da una quantità notevole di materia espulsa nella fase di gigante rossa. La materia in questione è chiamata nebulosa planetaria ed è costituita dalle polveri e dai gas lanciati nello spazio dalla stella ex giagante rossa.

Esempio di nebulosa planetaria

Esempio di Nebulosa Planetaria. Si possono vedere i gas emessi dalla stella centrale a grande distanza

La piccola stella che si trova al centro è una nana bianca.


STELLE CON MASSA GRANDE

Le cose vanno molto diversamente però se la stella in questione ha una massa molto più grande del sole ( diciamo più di 10 volte).
Infatti, in tal caso, la gravità prende il sopravvento sulle altre forze e nel nucleo si formano nuclei di ferro grazie alla fusione nucleare a catena che, stavolta non si ferma al carbonio (come succedeva alla gigante rossa) ma prosegue fino al ferro, grazie alle temperature superiori raggiunte. Quindi la stella si viene a trovare in uno stato molto inquieto e inizia ad espandersi in modo incotrollabile divenendo una Supergigante rossa che viene ad avere un diametro grande quanto tutto il sistema solare. Ancora una volta il paragone con la sfoglia di una cipolla è fedele. Gli strati interni bruciano gli elementi più pesanti della tavola periodica mentre gli strati più esterni bruciano elementi più leggeri.

Esempio di esplosione di supernova galattica - La luminosità della supernova raggiunge quella della galassiaArrivati a questo punto però i nuclei di ferro non possono essere più fusi, seguendo il processo di fusione visto fino ad ora, perchè la loro fusione non genera energia ma la assorbe. La catena di reazioni nucleari si interrompe.
Le supergiganti rosse sono stelle aventi un core ferroso e le cui temperature interne possono raggiungere 1 miliardo di gradi.
Supernova - Esplosione di una stella che non regge più al contrasto della gravitàIl problema è che, nonstante questa grande temperatura, non vi è emissione di energia (infatti manca la pressione di radiazione nucleare) e quindi la stabilità è sempre più compromessa perchè manca un contrasto alla gravità.
In una stella di questo tipo la densità raggiunge un miliardo di grammi per cm3 .
Un cucchiaino di materia peserebbe un miliardo di tonnellate sulla Terra.
Quando il nucleo diviene stracolmo di atomi di ferro la stella non regge più alla pressione della gravità ed esplode in un modo terrificante gettando nello spazio tutto quello che aveva creato compresi gli atomi più pesanti, diventando una
supernova.

 

Come se non bastasse la sua capacità di "creare" elementi non si arresta perchè, se nel suo core non ha avuto le possiblità di produrre elementi più pesanti del ferro come l'oro, l'argento, l'uranio, ecc., l'esplosione e l'immane temperatura generata da essa, unitamente alla quantità inimmaginabile di radiazioni che emana, è in grado di creare in un processo chimico comlpesso anche atomi di oro e i restanti elementi della tavola periodica.
La tavola periodica, con tutti i suoi elementi compresi quelli del nostro corpo come l'ossigeno, l'acqua e il carbonio solo per citarne alcuni non sono altro che il prodotto di quelle combustioni nucleari che poi le supernove hanno "distribuito" nello spazio.
Espulsi i materiali che circondavano la stella si crea quella che viene detta residuo di supernova o nebulosa.

Residuo di Supernova

Un residuo di supernova costituito dai filamenti dei gas emessi in tutte le direzioni dalla immane esplosione

 


IL RESIDUO DELL'ESPLOSIONE

Quello che rimane del nucleo stellare puo' essere diverso a seconda della massa.

Se la massa e' compresa tra 1,4 e 3,4 masse solari si forma quella che viene detta stella a neutroni o pulsar.
Questa non e' altro che il residuo dell'esplosione ed e' in uno stato particolare per la enorme forza di gravita'.
Gli atomi non esistono piu' in quanto tali ma si spezzano e i protoni e gli elettroni si scontrano con grande energia formando i neutroni. I neutroni, riescono a respingere la forza di gravità. Le stelle di neutroni ruotano velocemente su se stesse emettendo due potenti fasci di onde radio in direzioni opposte. Il campo magnetico di questi oggetti è così forte che le onde radio riescono solo a sfuggire dai punti in cui la forza del campo magnetico è minore (ovvero i due poli della stella). Se uno dei due fasci è orientato verso la Terra, si possono osservare gli impulsi emessi dalla stella di neutroni sotto forma di onde elettromagnetiche. Le pulsar ruotano velocissime tanto da compiere anche 30 giri in un secondo e hanno dimensioni estremamente ridotte dell'ordine di poche decine di chilometri.


Se pero' la massa del residuo rimanente e' maggiore di 3,4 masse solari si puo' creare un oggetto la cui forza di gravita' e' talmente forte da non far uscire nemmeno la luce: un
buco nero.
Per chiarire questo basti pensare a questo esempio:
se noi volessimo uscire dall'orbita della terra e sfuggire al suo campo gravitazionale in modo tale da poter andare nello spazio senza ricadere sulla terra ( quello che fanno i razzi che accompagnano i satelliti in orbita ), dovremmo superare una velocita' critica, chiamata velocità di fuga.
Questa velocita', sulla terra, e' di 11 chilometri al secondo.
Su un pianeta come Giove e' superiore perche', avendo una massa maggiore, la forza di gravita' e' maggiore e quindi anche la velocita' di fuga.
Ora noi sappiamo che la velocita' della luce non e' infinita ma e' di 300.000 chilometri al secondo. Un valore molto grande ma comunque finito.
Ora, se la forza di gravita' è cosi' grande da imporre una velocita' di fuga maggiore di 300.000 chilometri al secondo, la luce non puo' andare nello spazio circostante ma ricade sull'oggetto.


IL MISTERO DEI BUCHI NERI

Questa faccenda causa conseguenze che la fisica non e' ancora bene in grado di spiegare, e situazioni tali da far rabbrividire. Naturalmente visto che, anche se non si vedono, questi oggetti generano comunque un campo gravitazionale perchè hanno massa e quindi fanno sentire la loro presenza su qualunque cosa gli passi vicino.
Un ipotetico pianeta che si trovasse vicino ad un buco nero di massa simile a quella del Sole, ad una distanza di sicurezza, gli orbiterebbe intorno proprio come fa la Terra con il Sole.
Se però la distanza di sicurezza dovesse diminuire fino ad un punto detto " Orizzonte degli eventi " allora il pianeta sarebbe "risucchiato" dal buco nero e per definizione noi non potremmo sapere più che fine a fatto, perchè non potremmo più osservarlo.
Difficilemente potremo sapere se una stella, tanto benevola nel creare materia, possa essere in grado di creare oggetti simili od opporsi a ciò diminuendo quella massa oltre la quale la velocità della luce e la forza di gravità si contendono il primato di restare.
E mai potremmo sapere nel caso in cui esistano mostri del genere, che fine fa quello che ci va a finire dentro e se le leggi della fisica valide in tutto l'universo valgano anche lì.
E' comunque molto probabile che un buco nero, viste le premesse e vista la teoria della relatività, non le conosca nemmeno le leggi della fisica con tanto di conseguenze che non possiamo immaginare.
Fattostà che, secondo il grande Stephen Hawking, anche questi mostri dovrebbero morire.. evaporando!
E se così fosse dove si porterebbero tutto ciò che hanno mangiato ?


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