Quanto tempo vivono le stelle?

L’universo è composto da molti diversi tipi di stelle. Potrebbero non apparire diversi l’uno dall’altro quando guardiamo il cielo e vediamo semplicemente punti di luce. Tuttavia, intrinsecamente, ogni stella è leggermente diversa dalla successiva e ogni stella della galassia attraversa una durata che, al confronto, fa sembrare la vita di un essere umano come un lampo nell’oscurità. Ognuno ha un’età specifica, un percorso evolutivo che differisce a seconda della sua massa e di altri fattori. Un’area di studio in astronomia è dominata dalla ricerca di una comprensione di come muoiono le stelle. Questo perché la morte di una stella gioca un ruolo nell’arricchimento della galassia dopo che se ne è andata.

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La vita di una stella

Alpha Centauri (a sinistra) e le stelle circostanti. Questa è una stella della sequenza principale, proprio come lo è il Sole.
Ronald Royer / Getty Images

Per capire la morte di una stella, aiuta a sapere qualcosa sulla sua formazione e su come trascorre la sua vita. Questo è vero soprattutto perché il modo in cui si forma influenza il suo gioco finale.

Gli astronomi ritengono che una stella inizi la sua vita come stella quando la fusione nucleare inizia nel suo nucleo. A questo punto, indipendentemente dalla massa, è considerata una stella della sequenza principale. Questa è una “traccia della vita” in cui si vive la maggior parte della vita di una star. Il nostro Sole è sulla sequenza principale da circa 5 miliardi di anni e persisterà per altri 5 miliardi di anni circa prima che transiti per diventare una stella gigante rossa. 

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Stelle giganti rosse

Una stella gigante rossa è un passo nella lunga vita di una stella.
Günay Mutlu / Getty Images

La sequenza principale non copre l’intera vita della star. È solo un segmento dell’esistenza stellare e, in alcuni casi, è una parte relativamente breve della vita.

Una volta che una stella ha esaurito tutto il suo combustibile idrogeno nel nucleo, esce dalla sequenza principale e diventa una gigante rossa. A seconda della massa della stella, può oscillare tra vari stati prima di diventare una nana bianca, una stella di neutroni o collassare su se stessa per diventare un buco nero. Uno dei nostri vicini più prossimi (galatticamente parlando), Betelgeuse è attualmente nella sua fase di gigante rossa e si prevede che diventi supernova in qualsiasi momento tra oggi e il prossimo milione di anni. Nel tempo cosmico, questo è praticamente “domani”. 

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Le nane bianche e la fine delle stelle come il sole

Alcune stelle perdono massa a favore dei loro compagni, come sta facendo questa. Questo accelera il processo di morte della stella.
NASA / JPL-Caltech

Quando le stelle di piccola massa come il nostro Sole raggiungono la fine della loro vita, entrano nella fase della gigante rossa. Questa è una fase un po ‘instabile. Questo perché per gran parte della sua vita, una stella sperimenta un equilibrio tra la sua gravità che vuole risucchiare tutto e il calore e la pressione dal suo nucleo che vuole spingere tutto fuori. Quando i due sono in equilibrio, la stella si trova in quello che viene chiamato “equilibrio idrostatico”. 

In una star che invecchia, la battaglia si fa più dura. La pressione di radiazione verso l’esterno dal suo nucleo alla fine travolge la pressione gravitazionale del materiale che vuole cadere verso l’interno. Ciò consente alla stella di espandersi sempre più nello spazio.

Alla fine, dopo tutta l’espansione e la dissipazione dell’atmosfera esterna della stella, tutto ciò che rimane è il resto del nucleo della stella. È una palla fumante di carbonio e altri vari elementi che si illumina mentre si raffredda. Sebbene venga spesso definita una stella, una nana bianca non è tecnicamente una stella in quanto non subisce la fusione nucleare. Piuttosto è un residuo stellare, come un buco nero o una stella di neutroni. Alla fine, è questo tipo di oggetto che sarà l’unico resto del nostro Sole tra miliardi di anni.

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Stelle di neutroni

NASA / Goddard Space Flight Center

Una stella di neutroni, come una nana bianca o un buco nero, in realtà non è una stella ma un residuo stellare. Quando una stella massiccia raggiunge la fine della sua vita, subisce un’esplosione di supernova. Quando ciò accade, tutti gli strati esterni della stella cadono nel nucleo e poi rimbalzano in un processo chiamato “rimbalzo”. Il materiale vola via nello spazio, lasciando dietro di sé un nucleo incredibilmente denso.

Se il materiale del nucleo è imballato abbastanza strettamente, diventa una massa di neutroni. Un barattolo di zuppa pieno di materiale di stelle di neutroni avrebbe all’incirca la stessa massa della nostra Luna. Gli unici oggetti noti per l’esistenza nell’universo con una densità maggiore rispetto alle stelle di neutroni sono i buchi neri.

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Buchi neri

Questo buco nero, al centro della galassia M87, sta espellendo un flusso di materiale da se stesso. Questi buchi neri supermassicci sono molte volte la massa del Sole. Un buco nero di massa stellare sarebbe molto più piccolo di questo e molto meno massiccio, poiché è composto dalla massa di una sola stella.
NASA

I buchi neri sono il risultato di stelle molto massicce che collassano su se stesse a causa dell’enorme gravità che creano. Quando la stella raggiunge la fine del suo ciclo di vita della sequenza principale, la supernova che ne deriva spinge la parte esterna della stella verso l’esterno, lasciandosi dietro solo il nucleo. Il nucleo sarà diventato così denso e così pieno da essere ancora più denso di una stella di neutroni. L’oggetto risultante ha un’attrazione gravitazionale così forte che nemmeno la luce può sfuggire alla sua presa.