A cura della prof.ssa Gentile

Le stelle e l’evoluzione

stellare

Secondo voi nel Sole come sono legate fra loro materia ed energia???? E come interagiscono con la Terra???

Discutiamo insieme della parola “EVOLUZIONE”……

A cosa pensate quando sentite la parola “evoluzione”?

Cosa significa e in quale contesto ne avete sentito parlare?

Cerchiamo di capire se le stelle

si evolvono….

Le stelle hanno un ciclo vitale o sono fisse e immutabili?

Esiste l’evoluzione dell’uomo e l’evoluzione delle specie ma…esiste un’evoluzione anche per le stelle?

Nebulosa di Orione

Stelle in formazione

all’interno della nebulosa dell’Aquila

Stella in fase stabile

Gigante rossaEsplosione di una supernova

Residui di una supernova

Facciamo un passo Facciamo un passo indietro: cosa sono le indietro: cosa sono le stelle?stelle?

• Le stelle sono ammassi di materia allo stato Le stelle sono ammassi di materia allo stato gassoso in cui predominano idrogeno ed elio. gassoso in cui predominano idrogeno ed elio.

• La temperatura va da qualche migliaio di La temperatura va da qualche migliaio di gradi sulla superficie a qualche milione gradi sulla superficie a qualche milione all’interno.all’interno.

Stella stellina…

• La forza di gravità tende a far collassare la stellaLa forza di gravità tende a far collassare la stella• Quando la temperatura raggiunge qualche Quando la temperatura raggiunge qualche

milione di gradi si innescano le reazioni nucleari!!milione di gradi si innescano le reazioni nucleari!!

Ma cosa tiene calda la stella? L’azione della gravità e le reazioni

nucleari che avvengono all’interno di essa.

Ma da cosa si formano le Ma da cosa si formano le stelle?stelle?

Le stelle si formano a partire da nubi di gas e polvere molto dense le nebulosenebulose

Nebulosa dell’Aquila

Per eventi casuali possono formarsi delle zone Per eventi casuali possono formarsi delle zone più dense le quali, per effetto della gravità, più dense le quali, per effetto della gravità, possono attirare gas e polveri circostanti, possono attirare gas e polveri circostanti, aumentando quindi di dimensioni.aumentando quindi di dimensioni.

Si dice che la nube collassa (Si dice che la nube collassa (contrazione contrazione gravitazionalegravitazionale) e si scalda e dopo qualche ) e si scalda e dopo qualche decina di migliaia d’anni al centro si forma decina di migliaia d’anni al centro si forma una una PROTOSTELLAPROTOSTELLA..

Una stella esiste perché è stabile ossia perché c’è un equilibrio tra la Forza Gravitazionale (Fg)Forza Gravitazionale (Fg) e la Forza Forza di radiazione (Fr)di radiazione (Fr)

Fr

Fg

Stella stabileL’esistenza di una stella è garantita dall’energia prodotta dalle REAZIONI NUCLEARI nel centro della stella e dall’equilibrio fra la forza di radiazione interna e la forza gravitazionale.

4H He

Reazione nucleare dell’H in He: 4 atomi di idrogeno si uniscono a formare l’elio!

UNA STELLA SIMILE AL SOLE BRUCIA IDROGENO NEL SUO NUCLEO

Cosa succede quando viene esaurito il combustibile nel centro della stella?

Si rompe l’equilibrio tra la FGravitazionale e la Fradiazione il nucleo della stella si contrae (collasso gravitazionale).

L’energia gravitazionale si trasforma in energia termica: il nucleo e gli strati esterni al nucleo si

scaldano e si espandono.

Cosa????

HHe

He

HeC

reazione nucleare dell’ He in C nel nucleo

guscio inerte di He

Guscio con reazione nucleare HHe

La stella entra nella fase di GIGANTE ROSSA

Ah, caldino oggi..

Le stelle con massa iniziale Le stelle con massa iniziale molto piccolamolto piccola non sono in grado di innescare la non sono in grado di innescare la trasformazione dell’He in C. Subiranno un trasformazione dell’He in C. Subiranno un fortissimo collasso gravitazionale e la fortissimo collasso gravitazionale e la materia si presenterà in uno “materia si presenterà in uno “stato stato degeneredegenere” in cui i nuclei degli atomi sono ” in cui i nuclei degli atomi sono immersi in un mare di elettroniimmersi in un mare di elettroni Nana Nana BiancaBianca..

Materia degenere

La nana bianca Helix

Le stelle con massa iniziale fino a 8 volte quella del Sole dopo la fase di giganti rosse, subiranno il collasso gravitazionale a causa del quale finiranno per espellere i loro strati più esterni dando origine a nubi di gas in espansione con al centro un piccolo corpo Nebulosa Planetaria.

Le stelle con massa iniziale Le stelle con massa iniziale molto maggiore molto maggiore di quella del Soledi quella del Sole sono in grado di innescare sono in grado di innescare la formazione del C, le temperature interne la formazione del C, le temperature interne arrivano ai miliardi di gradi, fino alla arrivano ai miliardi di gradi, fino alla formazione di un nucleo di Ferro.formazione di un nucleo di Ferro.

Il collasso di una stella di tali dimensioni è Il collasso di una stella di tali dimensioni è violentissimo e viene liberata un enorme quantità violentissimo e viene liberata un enorme quantità di energia, che provoca una terribile esplosione: di energia, che provoca una terribile esplosione: gran parte della stella si disintegra e viene gran parte della stella si disintegra e viene lanciata nello spazio lanciata nello spazio SuperNovaSuperNova. .

Supernova 1987ASupernova 1987A

PRIMA DOPO

Quando la massa della stella è enorme, i resti Quando la massa della stella è enorme, i resti dell’esplosione della supernova hanno una dell’esplosione della supernova hanno una massa tale che la forza di gravità originata massa tale che la forza di gravità originata dal loro processo di contrazione dal loro processo di contrazione raggiunge raggiunge valori altissimi, tanto elevati da rendere valori altissimi, tanto elevati da rendere impossibile persino alla luce la fuga dal loro impossibile persino alla luce la fuga dal loro campo gravitazionale campo gravitazionale Buco neroBuco nero..

Clicchiamo sulla figura per vedere l’azione di un buco nero su una stella…….