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Sfere di gas incandescente

Tutti conosciamo le stelle. Persino nel cielo delle nostre città, così penalizzate dall’inquinamento luminoso, riusciamo a scorgerne qualcuna. E forse riusciamo anche a distinguerle in base a differenze di colore e luminosità. In effetti ci sono tanti tipi di stelle e per darne una definizione che le comprenda tutte è necessario spendere qualche parola sulle loro proprietà intrinseche.
Le stelle sono gigantesche palle di gas incandescente sospese nel vuoto che brillano di luce propria. Questa non è esattamente la definizione che potremmo trovare su un qualsiasi vocabolario di lingua italiana, ma probabilmente ci aiuta a focalizzare la vera natura di questi puntini luminosi che da sempre affascinano gli esseri umani.
In effetti tutte le stelle hanno forma sferica o semisferica a causa dell’attrazione gravitazionale. La materia presente nell’universo genera infatti una forza attrattiva solo per il fatto di avere massa. Se la distribuzione di materia è uniforme, come per esempio all’interno di una nube di gas, intorno al centro di gravità la massa tende ad accumularsi in maniera identica da tutte le direzioni, formando quindi corpi celesti di forma sferica. Poiché però la gravità è una forza debole, ne vediamo gli effetti quando le masse in gioco sono molto grandi. Non a caso tutte le stelle hanno dimensioni notevoli. Il Sole ha un diametro di 1,4 milioni di km, oltre 100 diametri terrestri. Ma il Sole è una stella media: i diametri stellari variano da qualche centesimo a qualche centinaio quello solare.
Eppure anche le dimensioni delle stelle, per quanto enormi, sono piccole rispetto alle distanze che le separano. Proxima Centauri, la stella più vicina al nostro Sistema Solare, si trova 250 mila volte più lontana dalla Terra di quanto non lo sia il Sole. La stessa luce di Proxima, pur viaggiando all’incredibile velocità di 300 mila km al secondo, impiega 4 anni per raggiungerci.
Ora sappiamo che le stelle sono enormi sfere disperse nel vuoto degli spazi interstellari. Di cosa sono fatte? Non abbiamo ancora detto nulla sulla loro composizione. Le stelle sono costituite da gas ad alta temperatura. Sebbene esistano numerosi tipi di stelle, l’analisi della luce che emettono ha mostrato che sono composte principalmente da idrogeno (70%) ed elio (poco meno del 30%), gli elementi più semplici e abbondanti dell’universo, oltre a percentuali minime di elementi più complessi come, ad esempio, carbonio, ossigeno, azoto e ferro.
Il gas stellare si trova a temperatura molto elevate. La superficie del Sole si aggira intorno ai 6000 gradi, ma alcune stelle possono essere quasi 10 volte più calde. Ogni corpo circondato da un ambiente più freddo tende a liberarsi della propria energia interna irradiandola sottoforma di luce e calore. Per questo le stelle emettono luce; tanto più sono calde tanto più sono luminose a parità di superficie emittente. La potenza irraggiata dal Sole sottoforma di luce e calore è uguale a quella di diecimila miliardi di bombe atomiche esplose su Nagasaki (vedi sezione Il Sistema Solare). E ci sono stelle che sono un milione di volte più luminose del Sole!
Ma c’è di più. Le stelle sono colorate. In una notte invernale, per esempio, osservando la grande costellazione di Orione, si nota che la spalla sinistra del cacciatore è distintamente rossa, mentre il piede destro è decisamente blu. Per un astronomo il colore di una stella fornisce una preziosa indicazione sull’energia a cui viene emessa la maggiore quantità di radiazione. Poiché il modo con cui viene emessa la luce in una stella dipende solo dalla sua temperatura superficiale, ecco che il colore diventa un indicatore di temperatura. Le stelle più calde, la cui superficie può raggiungere  40mila gradi, emettono soprattutto luce blu, mentre le più fredde, “solo” 2000-3000 gradi, irradiano principalmente una radiazione rossa. Il Sole con i suoi 6000 gradi appare di un colore giallo. In base a questa proprietà è possibile procedere a una classificazione delle stelle; abbiamo così i principali gruppi O, B, A, F, G , K, M dalle più calde alle più fredde.