ASTRONOMIA
di Christian Lavarian
gigante_rossa: una veduta artistica sul futuro della nostra Terra, quando il Sole sarà diventato una gigante rossa
Parevano immutabili nel passato, le stelle e tutti i corpi che brillavano nel cielo: uomini e donne li adoravano spesso come divinità proprio perché parevano possedere doti uniche di incorruttibilità ed eterna esistenza. Le cose, come da tempo è stato compreso, stanno invece molto diversamente.
Ogni oggetto astronomico che conosciamo è caratterizzato da un ben definita evoluzione, che ne vede la “nascita” e la “morte”: il tempo che caratterizza queste fasi è enormemente dilatato rispetto all’ambito biologico, per esempio. Una stella di massa media, come il Sole, impiega qualche decina di milioni d’anni per formarsi da una nube di idrogeno, brucia poi il suo combustibile nucleare in una fase stabile per dieci miliardi d’anni, e infine declina inesorabilmente verso la conclusione della sua brillante esistenza in altri cento milioni d’anni circa. Che poi non è una conclusione definitiva: il Sole, infatti, si trasformerà in un gigante rossa prima, poi in una nebulosa planetaria ed infine in una piccola e debole nana bianca. Questa stellina, con una temperatura superficiale elevatissima, brillerà ancora per molti miliardi d’anni, esaurendo pian piano la propria energia attraverso processi di degenerazione elettronica e divenendo infine una nana nera. Questa, in estrema sintesi, l’evoluzione di una stella di tipo solare: le cose vanno un po’ diversamente per stelle di massa più piccola o più grande. Nel secondo caso possiamo assistere a delle gigantesche esplosioni, le supernovae, che sanciscono la fine della stella: enormi quantità di materia vengono scagliate nello spazio lasciando scoperto il nucleo degenere della stella originaria: una pulsar.
nebulosa: nelle nebulose gassose come questa, formate da idrogeno, si formano le stelle
Le linee principali dell’evoluzione stellare sono oggi note, con buona approssimazione, grazie alle osservazioni telescopiche che hanno permesso la realizzazione di raffinati modelli stellari: questi sono sofisticati programmi al computer che consentono di simulare lo sviluppo di una stella dalle fasi iniziali in una nebulosa a quelle terminali. I parametri in gioco sono numerosissimi: da quelli più importanti come la massa, il raggio e la luminosità della stella a molti altri, come la percentuale di alcuni elementi chimici presenti nel corpo stellare che influenzano significativamente le reazioni nucleari. Queste, infatti, comportano la fusione di idrogeno in elio attraverso una complessa serie di reazioni che vedono la partecipazione di molti elementi catalizzatori, i quali interagiscono fortemente con il meccanismo della reazione stessa. Inoltre gli astronomi hanno la fortuna di poter osservare corpi stellari simili in diverse fasi della loro evoluzione: così possiamo farci un’idea abbastanza chiara di com’era il nostro Sole 5 miliardi d’anni fa osservando una stella di 1 massa solare (cioè di massa equivalente al nostro Sole) all’interno di una nebulosa, oppure guardare nel lontanissimo futuro, quando la stessa stella sarà diventata una gigante rossa e una nana bianca. Una metafora calzante, in ambito biologico, sarebbe quella di dedurre come si evolve una vita umana osservando individui differenti nella fase di feto, di bambino, adulto e anziano per creare un modello che spieghi come nasciamo, cresciamo e passiamo a miglior vita.
Tutto questo è molto più difficile per gli astronomi che per i biologi, dovendo i primi studiare oggetti così distanti da essere virtualmente irraggiungibili e necessitando così di osservazioni quasi sempre indirette.
gennaio 2007