Dopo aver attraversato entrambe le fasi di sequenza principale e di fusione dell’elio, se pur con tempi diversi, le strade delle due stelle si dividono. In questo Capitolo seguiremo le vicissitudini della maggiore, in un tumultuoso susseguirsi di avvenimenti che, sempre più rapidamente, la porteranno a un traguardo davvero spettacolare.
Indice
La produzione continua
Mentre l’amica più piccola intraprende un percorso di vita relativamente tranquillo, l’indomita stella più massiccia non intende fermarsi. Una volta fuso tutto l’elio in carbonio, il nucleo stellare inizia a collassare. Sotto il peso di una così grande quantità di materia – ricordiamo che parlavamo di una stella di 15 masse solari – la contrazione del carbonio si arresta solo quando la pressione e le temperature saranno tali da riaccendere la stella con un nuovo processo di fusione.
A circa 500 milioni di gradi, necessari per consentire la fusione del carbonio, si producono sodio, ossigeno, magnesio e neon. In tempi relativamente brevissimi anche queste reazioni terminano, e il nucleo ricomincia a collassare raggiungendo rapidamente 1,5-2,6 miliardi di gradi, sufficienti per produrre silicio, zolfo, fosforo…e così via, mentre gli strati superiori raggiungono temperature e pressioni tali da innescare le reazioni di fusione che hanno preceduto quelle in atto nel nucleo.
Un vertiginoso susseguirsi di contrazioni ed espansioni, in una fabbrica sempre più calda e sempre più produttiva, dove nessun reparto è inoperoso. Un impianto a strati (una cipolla), dove i prodotti di un reparto vengono utilizzati per la creazione di nuovi prodotti: la parte più interna in cui si fondono gli elementi più pesanti è circondata da strati dove si fonde ossigeno, avvolti in strati dove brucia il carbonio, attorniati da un involucro di carburante di elio, a sua volta immerso in strati di nuclei di idrogeno sottoposti al processo di fusione che, un tempo lontano, accese la stella.
La fabbrica chiude col botto: La Supernova
Ma c’è un limite a questo processo. Abbiamo detto che la fusione nucleare è il sistema che la stella utilizza per ritrovare un equilibrio: rilasciando energia riesce a contrapporsi al collasso gravitazionale. Ma quando i nuclei diventano troppo pesanti, la loro fusione non produce più energia, al contrario, la richiede. Per questo motivo, il ciclo di produzione degli elementi sopradescritto può continuare solo fino al Nichel, che poi decade in Cobalto ed infine al Ferro.
Quando il nucleo di una stella è composto solo di ferro, non è più possibile innescare un nuovo processo di fusione. Il nucleo collassa immediatamente, e gli strati esterni vi cadono sopra, riscaldandosi e innescando reazioni di fusione termonucleare che producono una enorme quantità di energia. La stella diventa instabile, e improvvisamente espelle le parti esterne con una esplosione di potenza inimmaginabile. Si è generata una supernova.
Gli strati esterni vengono lanciati nello spazio a velocità altissime, decine di migliaia di km al secondo. La luce emessa da una supernova è tale da eguagliare per qualche settimana quella di una intera galassia (formata da centinaia di miliardi di stelle). La violentissima energia prodotta dall’esplosione consente di forgiare gli elementi chimici più pesanti del ferro, andando così a completare la nostra tavola periodica.
Entro qualche anno, la luce si affievolisce. La nube di materiale espulsa continua ad espandersi, rallentando la sua corsa e fondendosi col resto del mezzo interstellare in circa 10.000 anni. Al centro della nebulosa, il più delle volte rimane il nucleo della stella madre.
E dopo la Supernova?
Ancora una volta, il destino del nucleo dipende dalla massa che aveva inizialmente la stella, e dalla quantità di massa che ha perso nel processo di espulsione degli strati esterni. Potremo trovarvi una stella di neutroni, oppure un buco nero.
Ne parleremo nel prossimo capitolo. Nel frattempo, però, soffermiamoci a riflettere sul miracolo che hanno compiuto fin qui le stelle, grandi e piccole, per l’esistenza dell’Universo. Nel Capitolo 11 avevamo già presentato il catalogo dei prodotti che ci regalano le stelle. Qui, abbiamo fornito qualche dettaglio in più. Regolate solo dalle leggi della natura, hanno cucinato tutti gli ingredienti, e poi li hanno donati al Cosmo, pronti agli usi più disparati: la nascita di una nuova stella, la creazione di un pianeta, la formazione di una goccia d’acqua, la produzione della tastiera del nostro computer, o del prezioso diamante che magari qualcuno di noi porta al dito…
Nonostante la descrizione un po’ semplicistica di questi brevi capitoli, siamo fiduciosi di aver raggiunto l’obiettivo principale che ci eravamo prefissati, cioè far comprendere la vitale importanza delle stelle, che dobbiamo apprezzare per molto più della loro bellezza.
Abbiamo davvero tantissimo per cui ringraziarle.
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