di Michele Zarrella

Tutte le stelle alla fine della loro vita esploderanno. La forza di gravità organizza le stelle in una sfera quasi perfetta, una grande palla di fuoco di atomi di idrogeno ed elio, ma la durata della loro vita dipende dalla massa che hanno. Più grande è la massa, maggiore è la velocità con cui avvengono le reazioni termonucleari, e più velocemente si consuma il “carburante” che le tiene in vita. Il Sole è una nana gialla, una comune stella come tantissime altre della Via Lattea. La durata della sua vita è stimata in dieci miliardi di anni. Il Sole ruota su sé stesso in venticinque giorni ed è dotato di campo magnetico. Ha una temperatura esterna di circa 5.500 °C, mentre andando verso l’interno diventa di milioni di gradi fino ad arrivare al centro a una temperatura di circa quindici milioni.

L’enorme quantità di energia delle stelle dipende dai meccanismi che avvengono nel loro nucleo. Le forze in gioco sono due. La gravità e la forza termonucleare. La gravità man mano che accumula atomi di idrogeno ed elio cresce sempre più e li comprime verso il centro della palla che si va formando. Più atomi accumula più essa aumenta. L’aumento della forza gravitazionale fa avvicinare sempre più gli atomi fra loro fino a schiacciarli; contemporaneamente la sempre maggiore pressione fa aumentare la temperatura fino a far innescare la reazione di fusione termonucleare. Due protoni (ioni di idrogeno) si fondono fra loro. Il risultato è un nucleo di elio che ha massa inferiore a quella di partenza. La differenza di massa si trasforma in energia data dalla famosa formula di Einstein: E=mc². Cioè l’energia è data dalla massa moltiplicata per la velocità della luce al quadrato. Anche se la massa in gioco è piccolissima, poiché viene moltiplicata per un numero grandissimo, 300.000.000 m/s al quadrato, alla fine, il risultato è enorme. Basti pensare alla bomba atomica: pochi grammi di massa distruggono intere città e centinaia di migliaia di vite umane. La suddetta reazione termonucleare tende a far espandere il plasma ma è bilanciata dalla forza di gravità e permette alle stelle di brillare per centinaia di milioni o miliardi di anni a seconda della massa iniziale accumulata.

L’energia prodotta si presenta sotto forma di fotoni e neutrini. Questi ultimi non reagiscono affatto con la materia e pertanto partono immediatamente liberi di scorrazzare per l’Universo. Noi siamo costantemente attraversati da milioni neutrini senza nemmeno accorgercene. I fotoni hanno diverso destino. Per attraversare il plasma solare impiegano mediamente mille secoli, cioè centomila anni, perché appena emessi vengono assorbiti dalla materia ultradensa che li circonda che poi li riemette, il tutto in un continuo zig-zagare. Quando alla fine riescono a raggiungere la superficie esterna della stella saranno liberi di percorrere distanze astronomiche per illuminare e scaldare tutto quello che incontrano. Ecco, nel cuore di una stella si manifesta una lotta così: la gravità tende a comprimere la materia verso il centro, la forza termonucleare tende a spingerla fuori. Questa lotta furibonda, questo equilibrio dinamico rimane stabile, come nel tiro alla fune, fino a quando una delle due forze non prevarrà. L’equilibrio durerà per miliardi di anni fin quando ci sarà “combustibile”, cioè idrogeno disponibile. Man mano che l’idrogeno si consumerà trasformandosi in nuclei di elio e, poi, i nuclei di elio in nuclei più pesanti carbonio, ossigeno, azoto, silicio, fino al ferro, a quel punto la reazione termonucleare non produrrà più surplus di energia sufficiente a contrastare la morsa della gravità, allora la gravità avrà il sopravvento e non ci sarà più nessuno a contrastarla. La stella imploderà e in un sussulto gigantesco, fatto di titaniche esplosioni, spargerà nello spazio circostante anche quegli atomi più pesanti che si sono formati negli strati più interni e sarà la catastrofe che la porterà a trasformarsi, a seconda della massa, in un buco nero, una stella di neutroni o in una nana bianca come nel caso del Sole. Ma ci vorranno altri cinque miliardi di anni per il Sole, quindi è presto per preoccuparci.