Una introduzione allo studio del pianeta Marcella Di Stefano – Simona Pederzoli – Andrea Pizzirani Una introduzione allo studio del pianeta

Capitolo 1 L’universo e il sistema solare Lezione 3 La vita di una stella

Ogni stella non è immutabile ed eterna, ma ha un ciclo vitale costituito da tre fasi: nascita, fase di stabilità, fase finale. Nascita Fase di stabilità Fase finale

La nascita. Le stelle hanno origine da nebulose, costituite da ammassi di gas (soprattutto idrogeno ed elio) e polveri rarefatte. In particolari condizioni all’interno di una nebulosa cominciano a concentrarsi gas e polveri attorno ad un centro di aggregazione. Questa zona attira per gravità altri materiali e si accresce progressivamente formando una protostella che continua ad accrescersi e riscaldarsi. Nella foto la nebulosa «Testa di cavallo» della costellazione di Orione. Nebulosa Protostella 4 4

La fase di stabilità. La protostella diviene una stella vera e propria quando la sua temperatura interna raggiunge il valore necessario a innescare le reazioni termonucleari. In questa fase si ha un equilibrio fra contrazione ed espansione della stella. Una stella si mantiene nella fase di stabilità finché tutto l’idrogeno non si è trasformato in elio; quanto maggiore è la massa stellare, tanto più breve è la fase di stabilita. Nebulosa Protostella Stella 5 5

La fase finale. Una volta esaurito l’idrogeno, la stella diventa instabile ed evolve in modo diverso in base alla sua massa: le stelle di massa maggiore si espandono in supergiganti rosse e infine divengono stelle di neutroni o buchi neri; le stelle di massa minore, come il Sole, si espandono in giganti rosse e infine divengono delle nane bianche. Nana bianca Gigante rossa Se la massa è minore di 8 masse solari Stella di neutroni Supernova Buco nero Supergigante rossa Se la massa iniziale è compresa tra 8 e 20 masse solari Se la massa iniziale è maggiore di 20 masse solari Se la massa è maggiore di 8 masse solari Nebulosa Protostella Stella 6 6

Quindi, una stella può terminare il suo ciclo come: Nana bianca: stella piccola (con dimensioni simili a quelle di un pianeta), molto splendente; Stella di neutroni: stella piccolissima e dalla densità molto elevata che può avere il raggio di una decina di kilometri e una massa molte volte superiore a quella della Terra; Buco nero: corpo estremamente piccolo e denso che esercita una fortissima attrazione gravitazionale e attrae verso sé anche la luce. 7 7

Sole Nana bianca Stella di neutroni Confronto fra le dimensioni di una nana bianca, di una stella di neutroni e del Sole, che è una stella medio-piccola. 8 8

Ragioniamo insieme In quale fase del suo ciclo vitale si trova il Sole? Come evolverà? Il Sole si trova attualmente nella fase di stabilità. Il Sole è una stella di massa medio-piccola e ha una vita lunga, stimata in circa 10 miliardi di anni e, poiché si è formato 4,6 miliardi di anni fa, è presumibile che resti nella sua fase stabile per altrettanto tempo. La sua fase finale potrebbe essere quella di gigante rossa e infine nana bianca. Le linee rosse rappresentano i margini continentali. 9