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LA MORTE DELLE STELLE.
Pian piano quindi l'idrogeno finisce e le stelle si contraggono perché non c'è più sufficiente pressione all'interno. Allora la temperatura sale oltre i 100.000.000 di gradi Kelvin e inizia la sintesi dell'elio in carbonio; finito l'elio, la temperatura riprende a crescere per effetto di una nuova contrazione raggiungendo il miliardo di gradi; a questo punto inizia la sintesi del carbonio, e così via. Alla fine, non essendoci più niente da "bruciare" la contrazione è sempre più grande, sino a raggiungere densità di migliaia di miliardi di volte maggiore di quella dell'acqua, tanto che gli elettroni si uniscono ai protoni e quindi tutti gli atomi diventano in pratica neutroni. La parte superficiale della stella, cadendo verso il centro si riscalda a tal punto che iniziano a verificarsi quelle reazioni che prima si verificavano soltanto nel nucleo, con una tale produzione di energia che il mantello esplode disperdendosi nello spazio interstellare.
A questo punto quindi si ha un nocciolo estremamente compatto (stella di neutroni) e una immensa nube surriscaldata che si allontana a grande velocità. Il fenomeno sommariamente descritto va sotto il nome di supernova e i resti di tali trasformazioni sono ancora visibili nei nostri cieli: per esempio quelli della supernova A 1987, della quale riportiamo una fotografia. Sarà questa la fine del nostro Sole.
QUESTA IMMAGINE DALLA WIDE FIELD AND PLANETARY CAMERA 2 DELL'HUBBLE SPACE TELESCOPE È UNA NUOVA IMMAGINE DEL RESTO DELLA SUPERNOVA 1987A, EFFETTUATA IL 2 FEBBRAIO 2000. L'ELABORAZIONE DELL'IMMAGINE AIUTA A RIVELARE CALDE ZONE DI EMISSIONE LADDOVE L'ONDA D'URTO DELL'ESPLOSIONE DI 13 ANNI FA COLLIDE CON L'ANELLO CIRCOSTANTE. SI RINGRAZIANO LA NASA, PETER CHALLIS E ROBERT KIRSHNER (HARVARD-SMITHSONIAN CENTER FOR ASTROPHYSICS), PETER GARNAVICH (UNIVERSITÀ DI NOTRE DAME) E SINS.
Non tutte le stelle finiscono in questo modo: tutto dipende dalla massa iniziale: quelle più piccole del Sole diventano nane bianche, quelle più grandi diventano giganti rosse o novae o buchi neri(***), quelle giganti esplodono versando nello spazio tutti gli elementi che conosciamo sulla Terra: questi elementi sono quelli che generano i pianeti. E' fantastica questa considerazione: la Terra, e gli altri pianeti, è figlia di una stella gigante esplosa prima di 5 miliardi di anni fa!
(*) I raggi gamma (g) sono le radiazioni elettromagnetiche a più alta frequenza e a minore lunghezza d'onda e possiedono quindi la più grande energia. La loro origine è del tutto casuale poiché dipende dagli urti fra particelle o fra particelle e onde elettromagnetiche, per cui non è prevedibile quando un raggio g verrà prodotto, mentre è possibile individuare in quali condizioni ciò può avvenire: a) urto fra un protone o un nucleone con un altro protone o un nucleone dotato di velocità prossima a quella della luce: nell'urto si formano delle particelle che dopo un istante spariscono facendo nascere un raggio g; b) un elettrone di grande energia urtando un protone o un nucleo sparisce dando luogo ad un raggio g; c) un elettrone molto veloce che "urta" un campo magnetico di grande potenza (stella di neutroni) scompare originando un raggio g; d) nell'urto fra elettrone e positrone o fra protone e antiprotone (protone con carica negativa) le particelle si annichilano e al loro posto nasce un raggio g.
(**) Quando due nuclei di deuterio si uniscono, si ottiene un nucleo di elio e una certa quantità di energia, mentre scompare una parte della massa iniziale, secondo la relazione E = m*c2. Supponiamo di avere un protone e un neutrone: la loro massa è mp = 1,00759 u.f.m. e mn = 1,00898 u.f.m. (unità fisica di massa) e la loro somma vale mp + mn = 2,01657 u.f.m. La massa del deutone (deuterio senza elettrone) è invece di md = 2,01418 u.f.m. Diremo quindi: prima di unirsi la massa è 2,01657, dopo l'unione la massa è 2,01418 u.f.m.
La differenza è 0,00239 u.f.m. Nelle unità del sistema internazionale risulta Dm = 0,00239 u.f.m. = 0,00239*1,660*10-27 kg = 396,74*10-32 kg e quindi
DE = c2 * Dm = (3*108)2 * 396,74 * 10-32 = 357,066 * 10-15 J
Naturalmente questa quantità è estremamente piccola, ma le reazioni che avvengono ogni secondo è così grande che il Sole irradia l'energia che conosciamo: in pratica ogni secondo il Sole "brucia" milioni di tonnellate di idrogeno, per cui la potenza irradiata dalla fotosfera del Sole vale Ps = 3,8*1026 W = 3,8*1020 MW, cioè ogni secondo avvengono 1,1 * 1039 fusioni nucleari (3,8*1026 W / 357,066 * 10-15 J). Ciascuna fusione trasforma in energia 396,74*10-32 kg, e in totale
1,1 * 1039 * 396,74*10-32 = 437 * 107 = 4.370.000.000 kg / secondo = 4.370.000 tonnellate / secondo
I nuclei di elio, ottenuti come sottoprodotto della fusione nucleare, possono assumere energia e velocità tanto grandi da diventare "luce", passando quindi dallo stato di "materia" allo stato di "energia". Questo fenomeno è comune nel nostro universo e l'elemento che distingue i due stati in materia ed energia, è proprio la velocità: se essa è uguale o di poco inferiore a quella della luce, si ha una cosa che chiamiamo energia; se la velocità è relativamente minore, la cosa è per noi materia.
(***) I buchi neri si formano quando la stella di neutroni è tanto massiccia che neppure il nucleo superdenso è in grado di sopportare la pressione del suo mantello esterno.
SVILUPPO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10