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L'evoluzione stellare

 

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EVOLUZIONE STELLARE

Le stelle subiscono una serie di cambiamenti, nel corso della loro esistenza: tali cambiamenti riguardano la loro luminosità, le loro dimensioni, la loro temperatura.

Essi, però, sono molto lenti e si manifestano nel corso di milioni o di miliardi di anni.

 

FORNACE NUCLEARE

Le stelle producono energia in quanto, al loro interno, si verificano dei processi di fusione nucleare.

 

PROTOSTELLA, STELLA E GIGANTE ROSSA

Le stelle nascono dalle nebulose. Queste ultime sono formate, per oltre il 90%, da idrogeno. Molto probabilmente la nascita delle stelle avviene nei globuli di Bok, delle piccole nebulose oscure.

In uno di questi globuli si iniziano ad ammassare, verso un centro di aggregazione, delle quantità di polveri e di gas superiori al normale. La causa di tutto ciò potrebbe essere, ad esempio, l'esplosione di una stella vicina che provoca un'onda d'urto. Si forma, così, una protostella, la cui massa aumenta, diventa sempre più compatta e inizia a ruotare con una velocità sempre crescente. Gli atomi di questa massa si scontrano tra di loro e questo produce un aumento della temperatura.

Questa arriva anche a 10 - 20 milioni di gradi e provoca una serie di reazioni chimiche: l'idrogeno si trasforma in elio e genera, al contempo, energia. Questo processo prende il nome di ciclo dell'idrogeno. Fino a quando all'interno della stella vi è idrogeno a sufficienza proseguono tali reazioni nucleari e la stella vive la sua fase di stabilità

 

GIGANTE ROSSA

Quando quasi tutto l'idrogeno si è trasformato in elio, il nucleo della stella risulterà essere molto più denso rispetto a quando esso era formato da idrogeno. La stella, quindi, inizia a contrarsi e ciò provoca un riscaldamento tale da generare nuove reazioni nucleari.

L'involucro esterno si espande. La superficie della stella si dilata e, di conseguenza, si raffredda fino a quando la forza di gravità blocca l'espansione.

La stella è diventata una gigante rossa e inizia una nuova fase di equilibrio.

 

MORTE DELLA STELLA

Dopo la fase della gigante rossa, la stella si avvia verso la sua morte, tuttavia, gli stadi successivi della sua vita dipendono dalla sua massa iniziale.

 

NANA BIANCA

Nel caso di stelle la cui massa iniziale era inferiore a quella del Sole, una volta che tutto l'elio si sarà consumato, non si verificheranno altre reazioni al suo interno. La sua massa si ridurrà, mentre la sua densità diventerà altissima e ci troveremo di fronte ad una nana bianca

Il suo nucleo sarà formato soprattutto da carbonio

Essa inizierà a raffreddarsi, dato che non ha più una sorgente di energia  non essendovi al suo interno altre reazioni nucleari. Per questo la nana bianca finirà, col tempo, con l'estinguersi.

 

NANE NERE

Via via che la nana bianca si raffredda e disperde il suo calore nell'Universo diventa scura e non è più visibile all'occhio umano. Essa va a formare la materia oscura presente nel cosmo. 

In questi casi si parla di nana nera.  

 

STELLE NOVAE

Una nana bianca che forma una stella doppia può sottrarre idrogeno ed elio dalla stella secondaria per effetto della propria gravità. In questo modo, sulla sua superficie si crea un accumulo di idrogeno tale da provocare un'esplosione che provoca un aumento di luminosità notevole ma di breve durata, in genere pochi giorni. 

Questo lampo veniva detto dagli antichi astronomi stella nova (al plurale stelle novae), termine che deriva dal latino e sta a significare nuova.

 

SUPERNOVA

Nel caso di stelle con massa iniziale superiore di almeno 10 volte quella del Sole, la gigante rossa si trasforma in una supernova. Le temperature interne sono elevate e tali da generare delle nuove reazioni nucleari: l'elio si trasforma in carbonio. Successivamente il carbonio dà vita alla formazione di ossigeno e questo provoca la formazione di silicio ed infine di ferro

Ogni volta che il combustibile presente nel nucleo della stella si sta per esaurire, la sua massa subisce una contrazione tale da riscaldare ancora di più il suo nucleo centrale e da provocare nuove reazioni di fusioni che impiegano gli elementi che sono stati sintetizzati nelle reazioni precedenti anche se, queste nuove reazioni, avranno ogni volta una minore durata.

Più è elevata la massa iniziale della stella e maggiori saranno i cicli di fusione che si verificheranno. 

La parte esterna della stella si disintegra e viene scaraventata via nello spazio con una grande esplosione che disperde, nella materia interstellare, gli elementi chimici che la stella ha sintetizzato durante la sua vita e anche durante l'esplosione. Il nucleo della stella subisce una contrazione e raggiunge densità elevatissime.

Elettroni e protoni si fondono e danno vita ad una stella di neutroni.

 

BUCO NERO

La morte di una stella di massa molto grande può portare alla formazione di un buco nero.

Il nucleo della stella si contrae mentre la sua densità continua ad aumentare fino a formare un corpo sempre più piccolo circondato da una elevato campo gravitazionale: si genera una sorta di vortice oscuro che attira a sé e fa scomparire qualsiasi corpo o particella vi entri, compresa la luce. Proprio per questo si parla di buco nero.

 

NANA BRUNA

Se la massa della protostella è piuttosto modesta, l'aumento della temperatura non è tale da provocare delle reazioni nucleari al suo interno.

Di conseguenza la massa della protostella non si contrae più e la temperatura inizia a ridursi: non si riesce,quindi, a formare una stella, ma si viene ad avere una nana bruna, una sorta di stella mancata.

Le nane brune non sono delle stelle perché non brillano di luce propria. Esse, però, non sono neppure dei pianeti: non hanno la massa di un pianeta ed è diverso il loro processo di formazione.

Un pianeta ha una massa non superiore a 10 volte la massa di Giove. Pianeti di dimensioni maggiori a 10-13 volte la massa di Giove sono da considerarsi nane brune.

 

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