Problemi legati al sovrappeso

No, tranquilli… non voglio assolutamente parlare di diete o di cure contro l’obesità. Voglio solo parlare degli ultimi istanti di vita normale (sempre che si possa parlare di vita normale) di una stella la cui massa sia troppo grande. La classica supernova non è la conclusione più ovvia e la fase finale può variare di molto. Ancora una volta, però, è la massa a guidare queste straordinarie avventure. Riassumiamole in modo molto “leggero”.

Normalmente si dice: “Quando una stella ha una massa enormemente grande, la sua vita è segnata fin dall’inizio. Vive pochissimo, esplode come supernova e ciò che resta dell’astro originale si trasforma in stella di neutroni e buco nero”. Questa frase si legge dappertutto e, in realtà, è essenzialmente vera. Tuttavia, a volte, le stelle esagerano e la loro massa può essere anche più di 100 volte quella del Sole. E qui le cose diventano più complicate. Può succedere di tutto e di più. La problematica è molto complessa e sfaccettata. Ne faccio una sintesi molto ridotta, senza andare troppo nei particolari.

Innanzitutto, dobbiamo tener presente che, come esiste un limite inferiore affinché una stella riesca a diventare una “vera” stella (nana bruna), esiste anche un limite superiore. Esso prende il nome di limite di Eddington e rappresenta un valore limite della luminosità (collegata ovviamente anche alla massa). Più esattamente, esso rappresenta il massimo punto di equilibrio idrostatico ammesso tra la forza di gravità che tende a contrarre l’astro e la pressione di radiazione che tende a farlo espandere.

L(Edd) = 33000 M L(Sole)/M(Sole), dove M è la massa della stella e L la luminosità

Se si superla questo limite cosa succede? Varie cose, a seconda della massa a disposizione. In generale, però, la stella cerca di sopravvivere ed espelle materiale dai suoi strati più esterni cercando di rientrare nei limiti di peso. Non è sempre così semplice e i risultati sono molto diversi, anche se non ancora ben compresi, dato che non vi sono molti esempi da poter studiare.

Riassumendo in modo molto schematico:

1)      la massa è inferiore a 100 masse solari. Più o meno succede quello che già sappiamo: la stella dà origine a una supernova “classica” e termina la sua esistenza normale come buco nero. Il suo vento stellare è molto impetuoso per cercare di restare nei limiti.

2)      La massa è compresa tra 100 e 150 masse solari. La cura dimagrante funziona ancora. La stella espelle più volte una parte di massa in eccesso, fino a rientrare nei binari accettabili. E’ una situazione molto spettacolare, perché l’espulsione ripetuta crea bolle di gas molto appariscenti, quasi un preludio dell’esplosione finale. Probabilmente conosciamo una stella che è giunta alla fine di questa avventura, la celebre Eta Carinae. Ormai si aspetta solo il suo “botto” conclusivo.

 

eta carinae
una splendida immagine di Eta Carinae, circondata da due bolle meravigliose di gas. La stella è ormai vicina alla sua esplosione finale.

3)      La massa è compresa tra 150 e 250 masse solari. Qui le cose si complicano e diventano più difficili da spiegare. Proviamoci… all’interno della stella così massiccia  la collisione tra raggi gamma e nuclei atomici riesce a produrre elettroni e positroni liberi. In queste condizioni la pressione nel nucleo stellare diminuisce e porta a un collasso parziale che tende ad accelerare in modo esponenziale il bruciamento degli elementi. La stella si disintegra letteralmente e il suo gas si perde nello spazio senza lasciare alcun buco nero come residuo.

4)      La massa supera le 250 masse solari. I casi osservati sono ben pochi. Tuttavia, si pensa che la stella subisca un collasso continuo che non viene bilanciato dalla pressione di radiazione. La massa può solo concentrarsi sempre più fino a dar luogo a un mostruoso buco nero senza esplosione di supernova.

I vari casi si possono in parte identificare sia dalla forma della curva di luce della supernova (se avviene) sia perché danno in genere luogo a lampi di raggi gamma estremamente violenti.

Come al solito, è meglio mantenere la linea. Si vive più a lungo e il “cuore” non va incontro a episodi violenti e inaspettati!

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17 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. Eccolo qua, il famoso articolo sulle stelle molto massicce...
    Però, che quelle sopra le 250 mSol collassassero direttamente in un buco nero senza esplodere non me lo aspettavo...
    E' solo teoria, o siamo sicuri? E sulla loro formazione, possiamo dire che siano frutto di una fusione tra due stelle massicce, o è possibile che si formino da soli bestioni del genere?

    P.S.: Hai scritto 250 masse stellari........

  2. Citazione Originariamente Scritto da Red Hanuman Visualizza Messaggio
    Eccolo qua, il famoso articolo sulle stelle molto massicce...
    Però, che quelle sopra le 250 mSol collassassero direttamente in un buco nero senza esplodere non me lo aspettavo...
    E' solo teoria, o siamo sicuri? E sulla loro formazione, possiamo dire che siano frutto di una fusione tra due stelle massicce, o è possibile che si formino da soli bestioni del genere?

    P.S.: Hai scritto 250 masse stellari........
    in realtà il Sole è una stella, ma restava troppo aleatorio il 250... Grazie della correzione!

    Essere troppo grassi fa passare la voglia di lavorare e così meglio una bella dormita come buco nero...
    Ovviamente, siamo sempre a livello interpretazione teorica di alcuni dati...
    Sulla formazione direi che quello dovrebbe essere il sistema (nubi troppo grandi non riescono a collassare e si spezzano). Ma chi è mai veramente certo nell'Universo? Tanto per dirti... Una nova ricorrente non dovrebbe mai diventare una supernova (sa stare a dieta...) e invece ne hanno scoperta una che non segue questa regola... ne parlerò al mio ritorno a casa...

  3. i tuoi articoli tendono a destare sempre molta curiosità... fino a poco tempo fa conoscevo solo il processo di supernova come stelle più grandi del sole ora invece ho capito che più sono grandi meno voglia di esplodere in spettacolari processi hanno

  4. Citazione Originariamente Scritto da Giovanna de Fazio Visualizza Messaggio
    i tuoi articoli tendono a destare sempre molta curiosità... fino a poco tempo fa conoscevo solo il processo di supernova come stelle più grandi del sole ora invece ho capito che più sono grandi meno voglia di esplodere in spettacolari processi hanno
    cara Giovanna,
    sembra quasi che quando c'è troppa massa non si riesca a effettuare il gioco di rimbalzo. O collassa tutto o si disgrega troppo in fretta. Insomma, meglio mantenere la linea per essere ... ammirati!!!!

  5. Tempo fa in qualche documentario avevo sentito parlare persino di Ipernova...è quindi una delle solite speculazioni giornalistiche poco scientifiche?

  6. Citazione Originariamente Scritto da Danilo Visualizza Messaggio
    Tempo fa in qualche documentario avevo sentito parlare persino di Ipernova...è quindi una delle solite speculazioni giornalistiche poco scientifiche?
    no, no....vengono chiamate ipernove o anche collapsar quelle che collassano direttamente in buchi neri. Ma, occhio, i limiti sono ancora molto ipotetici...

  7. Non riesco proprio a digerire l'idea che possano esistere dei colossi del genere....tantomeno a immaginare come possano essersi formati. Un singolo oggetto celeste di quelle dimensioni si fa davvero fatica a considerarlo una semplice stella Chissa quanti eventi eccezionali e quante differenti fasi "evolutive" si succedono nella vita di questi splendidi titani. Nella mia testa mi immagino qualcosa di caotico e irrefrenabile....che spettacolo sarebbe potere osservarne una.

    Una domandina, la bellissima immagine di Eta Carinae mi ha incuriosito : Per quale motivo le due nubi di gas (escono dai poli della stella?) assumono quella forma? sembra quasi che ricadano su se stesse nei poli.

  8. Citazione Originariamente Scritto da Andrea I. Visualizza Messaggio
    che spettacolo sarebbe potere osservarne una.

    Ciao Andrea, purtroppo Eta Carinae non la vedremo mai esplodere, leggevo su wikipedia che forse esploderà tra qualche migliaio di anni, peccato mi sarebbe piaciuto molto vedere le foto o magari un video dell'esplosione di Eta ripresa da hubble.

  9. L'ingordigia non fa mai bene, anche alle stelle! E' bello vedere che i principi che valgono per gli esseri umani si applicano a tutto l'Universo, no? Certo, noi siamo figli delle stelle, quindi...
    Ma quanto poco vivranno queste stelle ciccione?