Nascita e morte delle Stelle
Il centro della Via Lattea

Le dinamiche cosmiche, rivelate dalle ultime scoperte dell'Astrofisica

Potrà sembrare forse strano ma l’odierna Astrofisica ci permette d’indagare a fondo sull’origine dell’Universo e di molti dei suoi costituenti. Sebbene non siano ancora stati chiariti molti punti, relativi per esempio alla Materia ed Energia oscure, possiamo dire di conoscere piuttosto bene molti aspetti di ciò che viaggia oltre le nuvole, molto più in alto delle nuvole.

Il nostro Sistema Solare è stato oggetto di antichissime indagini e di lunghe battaglie scientifiche, la più nota è quella condotta prima da Copernico e poi da Galilei, che hanno sradicato con prove scientifiche la precedente convinzione che fosse il Sole a girare intorno ad una Terra, posta al centro dell’Universo.

L’Universo è vecchio 13,8 miliardi di anni, la maggior parte degli scienziati concorda su questo, mentre il Sistema Solare si è formato circa 9 miliardi anni orsono.

Ci troviamo all’interno della nostra Galassia, la Via Lattea, circondati da una immensa nube di polveri ardenti, formate da quantità immense di Idrogeno ed Elio. In quantità relativamente minore troviamo tutti gli altri elementi che compongono la Tavola Periodica.

Litio… Carbonio, Azoto, Ossigeno, Silicio… fino al Ferro sono elementi relativamente leggeri, che sono stati creati all’interno di fornaci simili al nostro Sole.

Nel Sole l’Idrogeno “brucia” trasformandosi in Elio… e fin qui nulla di strano, si tratta di una fornace termonucleare. La cosa più sensazionale è invece dovuta al fatto che il Sole mantenga sempre le stesse dimensioni. La fornace termonucleare rappresentata dalla nostra stella, come qualunque esplosione che si rispetti, tende a farlo espandere verso l’esterno, tuttavia, raggiunte la attuali dimensioni, l’espansione viene contrastata dalla Forza di Gravità che tende, a sua volta, a farlo implodere verso il centro.

Il Sole si viene a trovare da circa 5 miliardi di anni in un equilibrio molto delicato tra le due opposte forze antagoniste.

Tra altri 4-5 miliardi di anni l’intero serbatoio di Idrogeno finirà per esaurirsi, e contemporaneamente si ridurrà a zero la forza espansiva della fornace termonucleare e la Forza di Gravità non avrà più rivali. Il risultato sarà una catastrofica implosione di tutta la massa solare.

Questa implosione comporterà una riduzione immensa del diametro solare e l’aumento spaventoso della temperatura che fornirà l’energia sufficiente affinché i nuclei degli atomi di Elio si possano fondere tra loro per dare origine ad Elementi più pesanti.

Si formeranno così gli Elementi con peso maggiore, ma non tutti. Ci dovremo accontentare di fermarci al Ferro… per complicatissimi motivi legati alle dinamiche termonucleari.

Dal momento che catastrofi cosmiche di questa portata sono sempre state comunissime nella storia dell’Universo, e il nostro amato Sole non farà nessuna eccezione, la nube ardente presente nella nostra Galassia, nella quale abbiamo immaginato di trovarci, sarà ricca di tutti quegli elementi nati da esplosioni di stelle di media grandezza.

E gli Elementi più pesanti del Ferro come si sono formati?

Per rispondere a questa domanda dovremo considerare corpi celesti di dimensioni spropositate.

Consideriamo una stella Massiccia, o stella Blu, con una massa superiore a 8 volte quella solare. Quando si spegne la sua fornace, poiché tutto l’Idrogeno si è trasformato in Elio, la stella implodendo, crea gli elementi più pesanti fino al ferro.

Segue una grandissima esplosione con espulsione di tutti gli elementi creati che vengono proiettati a migliaia di anni luce di distanza: La stella che esplode appare nel cielo come un lampo abbagliante che gli astronomi definiscono Super Nova. La nascita esplosiva di una Super Nova è sempre un evento straordinario e catastrofico. Per nostra fortuna il Sole ha delle dimensioni troppo piccole per trasformarsi in questo tipo di stella. La Stella più vicina alla Terra che potrebbe diventare a breve (da ora a qualche decina di milioni di anni) una Super Nova è Betelgeuse, la stella rossa della Costellazione di Orione, grande 10 volte il nostro Sole, descritta in un articolo precedente.

Le stelle gigantesche, con massa compresa tra 10 e 30 masse solari, quando esauriscono il proprio carburante collassano cedendo alla Gravità e riducendosi a nuclei di pochi chilometri di diametro con masse immense. Queste stelle sono le note Stelle a Neutroni. Per avere una vaga idea di cosa possa essere la sostanza che le compone potremo, per esempio, dire che un cucchiaino da caffè di Stella a Neutroni peserebbe come una grande portaerei.  

La formazione dei neutroni avviene perché le condizioni di immensa pressione e una temperatura di milioni di gradi, mettono in contatto gli elettroni che orbitano intorno al nucleo con i protoni in esso contenuti.

Per spiegare la nascita di elementi chimici con numero atomico superiore a quello del Ferro, che come si è visto non potrebbero formarsi neppure nelle fornaci delle Super Nove, è necessario che due Stelle di Neutroni collidano per esplodere nuovamente.

La collisione tra due Stelle di Neutroni può causare due tipi differenti di eventi: i Buchi Neri e le polveri di elementi pesanti e super pesanti.

Provate anche solo ad immaginare lo stupore di due scienziati, che osservando una zona vicino alla Costellazione della Lira, videro nell’Agosto del 2017,  una nube di polveri formate da metalli preziosi come oro e platino, con una massa di centinaia di volte quella della Terra.

Tali metalli preziosi, e molti altri ancora, furono il risultato di una collisione di due stelle a Neutroni.

Ora lo scenario che riguarda la nostra Galassia, la Via Lattea, è sufficientemente chiaro: potremmo osservare, stelle di varie dimensioni a vari gradi della loro evoluzione personale, esplosioni di Super Nove e piccole ma infinitamente pesanti stelle a Neutroni che si scontrano per creare buchi neri e polveri cosmiche formate principalmente da Idrogeno ed Elio, ma che contengono tutti gli altri possibili elementi fino a quelli trans uranici.

Abbiamo quindi parlato del Sole, la stella che tra circa 5 miliardi di anni terminerà il proprio carburante ed esploderà diventando una Gigante Rossa.

Al termine della sua cosmica performance avrà aumentato il proprio diametro avvolgendo e facendo evaporare i primi tre pianeti del sistema solare, nell’ordine: Mercurio, Venere e la Terra. Alla fine del suo ciclo vitale, il Sole, farà esplodere la sua chioma gassosa, trasformandosi in una nebulosa planetaria. Successivamente si muterà in un oggetto caldissimo e luminoso, grande come la nostra Terra, conosciuto come Nana Bianca. Passate alcune decine di miliardi di anni si spegnerà completamente, diventando una Nana Nera, ovvero un corpo invisibile che non conserverà più nulla del suo antico splendore.

Si potrà notare che in questo breve articolo non si è volutamente parlato dei Pianeti del Sistema Solare, infatti questo sarà l’argomento di un prossimo appuntamento.

 

Per maggiori approfondimenti, riportiamo a precedenti articoli:

https://www.civico20news.it/sito/articolo.php?id=43463

https://www.civico20news.it/sito/articolo.php?id=43346

https://www.civico20news.it/sito/articolo.php?id=43306

https://www.civico20news.it/sito/articolo.php?id=43080

 

 

 

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Articolo pubblicato il 27/12/2021