Sfere che brillano di luce propria

Per trovare il meccanismo in grado di scaldare così tanto il gas e per così tanto tempo dobbiamo tuffarci nel mondo microscopico dei nuclei atomici. Gli atomi possiedono una struttura ben precisa: hanno un nucleo, formato da particelle chiamate protoni e neutroni, intorno a cui orbita una nuvola di particelle più piccole, gli elettroni. Siamo nel mondo dell’infinitamente piccolo: prendiamo un millimetro, dividiamolo per un milione di volte e poi ancora per dieci e otterremo le dimensioni di un atomo. Normalmente gli atomi sono stabili, ma se sussistono particolari condizioni di pressione, densità e temperatura possono avvenire reazione che trasformano gli atomi di un elemento in atomi di un altro elemento. Il sogno di ogni alchimista!
Il centro di una stella è un enorme reattore nucleare in cui si fondono atomi semplici per creare atomi più complessi. La maggior parte dell’esistenza di una stella è sostenuta dalla fusione dei nuclei di idrogeno in nuclei di elio. L’energia prodotta dalla reazione scalda il gas che si espande, contrastando il collasso gravitazionale, e poi raggiunge la superficie da cui si disperde nello spazio sottoforma di luce e calore. Proprio ora nel nucleo del Sole stanno bruciando 4 milioni di tonnellate di idrogeno al secondo; questo ritmo impressionante rimane invariato praticamente da 5 miliardi di anni e rimarrà costante per altri 5.
Quando finisce il combustibile principale che scalda il gas, si rompe il prezioso bilanciamento tra forze che tiene in vita una stella. Nell’affannosa ricerca di una nuova stabilità, l’astro evolve, instaurando processi di fusione di elementi più pesanti, come ad esempio il carbonio.
Dal centro di una stella come il Sole, poi, l’enorme quantità di energia prodotta risale in superficie alcuni milioni di anni. Attraversando strati di gas spessi e densi la radiazione non passa indenne; interagendo con gli atomi del gas, l’energia si degrada, un po’ come l’energia cinetica di una palla da biliardo quando ne colpisce un’altra. Prima di essere libera, inoltre, l’energia deve passare attraverso uno strato turbolento di gas in cui colonne di gas, come enormi scale mobili, la trasportano letteralmente in superficie. Infine l’energia può disperdersi nello spazio e arrivare fino a noi.

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