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CNR: Alamanacco della Scienza

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N. 11 - 1 giu 2021
ISSN 2037-4801

Focus - Giovani e vecchi  

Tecnologia

Quando si dice old stars...

“Seconda stella a destra, questo è il cammino”, cantava Edoardo Bennato all'inizio degli anni Ottanta. Gli astri alimentano da secoli un immaginario romantico, in cui lo sguardo che l'uomo volge verso il cielo si carica spesso di aspirazioni o rimpianti. Dall'“amor che move il sole e l'altre stelle” di dantesca memoria tante sono le ricorrenze, letterarie e non, dei corpi che popolano il nostro cielo. Ma cosa sappiamo delle stelle? E siamo in grado di capire da quanto tempo un corpo celeste abita l'universo?

L'età ultramillenaria degli astri suscita grande interesse, ma per comprendere il loro ciclo vitale è necessario innanzitutto interrogarsi sulla loro natura. “Tutte le stelle si formano dal collasso gravitazionale di nubi di gas e polvere interstellari. Spesso da un'unica nube si formano diverse stelle e molte di queste possono rimanere gravitazionalmente legate le une alle altre. Il ciclo vitale di una stella dipende soprattutto dalla sua massa, ma anche dalla sua composizione chimica al momento della formazione”, spiega Luciano Anselmo dell'Istituto di scienza e tecnologie dell'informazione "Alessandro Faedo" del Cnr. “Una volta che la stella in formazione ha raggiunto nel suo nucleo una densità e una temperatura sufficientemente elevate, si innescano reazioni di fusione nucleare in cui sostanzialmente nuclei di idrogeno si trasformano in nuclei di elio, con la conseguente produzione di un'enorme quantità di energia che determina la luminosità e la struttura stellare. Questa fase, che è quella in cui una stella trascorre gran parte della sua vita, può durare da pochi milioni a molti miliardi di anni”.

Alcune stelle però vivono più a lungo di altre e la longevità di un corpo celeste è legata alla sua massa. “Le stelle meno massicce sono quelle che vivono di più, mentre quelle di grande massa consumano il loro combustibile nucleare, in proporzione, molto più in fretta e possono durare mille o diecimila volte di meno”, chiarisce il ricercatore. “A vivere più a lungo sono le stelle con la massa più piccola possibile in grado di sostenere reazioni di fusione nucleare nel proprio nucleo. Hanno una massa che è circa 100 volte quella del pianeta Giove e meno di 1/10 di quella del nostro sole. Consumano il loro combustibile nucleare così lentamente da poter durare fino a cento miliardi di anni, cioè sette volte l'età attuale del nostro universo”.

L'influenza della massa nel caratterizzare un astro rende difficile un confronto tra stelle che si basi unicamente sull'età. Parlare di stelle giovani e stelle vecchie presenta dunque dei limiti. “Stelle della stessa età, ma con masse diverse, presentano caratteristiche decisamente differenti. Non esiste quindi un prototipo di stella giovane e uno di stella vecchia”, prosegue l'esperto. “Quello che si può dire è che se vediamo una stella azzurra che converte idrogeno in elio non può avere più di una decina di milioni di anni, perché è destinata a vivere poco su scala cosmica, mentre una stella gialla come il nostro sole può avere alle spalle diversi miliardi di anni, e una nana rossa può essere anche più vecchia. Ma esistono anche stelle gialle e rosse nate da pochi milioni di anni. In genere una stella aumenta progressivamente la sua luminosità invecchiando, quindi è un po' meno luminosa da giovane, ma ciò si applica alla singola stella confrontata a se stessa. Le stelle di grande massa sono luminosissime anche appena nate, mentre quelle di piccola massa sono poco luminose anche se hanno miliardi di anni”.

La massa agisce anche sul comportamento di un astro avviato sulla strada della propria vecchiaia. “Anche la fine della vita delle stelle dipende dalla loro massa iniziale. Entrare nei dettagli richiederebbe una spiegazione molto lunga e particolareggiata a causa della varietà e della complessità dei processi coinvolti, alcuni dei quali molto spettacolari, ma l'esito finale può essere profondamente diverso, con la formazione di oggetti relativamente piccoli, compatti e ultra-densi, che vanno dalle nane bianche alle stelle di neutroni, fino ad arrivare, con le stelle più massicce, ai buchi neri”, conclude Anselmo.

Laura Politi

Fonte: Luciano Anselmo, Istituto di scienza e tecnologie dell'informazione "Alessandro Faedo", Pisa, tel. 050/3152952 , email luciano.anselmo@isti.cnr.it -