Fatti sulle stelle

Fatti chiave & Sommario

• Le stelle sono enormi corpi celesti fatti principalmente di idrogeno ed elio che producono luce e calore dalle fucine nucleari in movimento all’interno dei loro nuclei.
• Al di fuori del nostro Sole, le stelle appaiono come punti di luce nel cielo. Ognuna di esse è lontana anni luce da noi e molto più luminosa della nostra stessa stella, il Sole.
• Le stelle sono i mattoni delle galassie e in un certo senso della vita come la conosciamo.
• La nostra galassia, la Via Lattea, contiene da sola circa 300 miliardi di stelle.
• Le osservazioni hanno concluso che le stelle con massa elevata hanno di solito una vita più breve. Tuttavia, in generale, durano per miliardi di anni.
• Le stelle nascono di solito in nubi di polvere a base di idrogeno chiamate nebulose.
• Le stelle sono classificate in base al loro spettro e alla loro temperatura. Ci sono sette tipi principali di stelle. In ordine di temperatura decrescente, O, B, A, F, G, K e M. Questo è noto come il sistema Morgan-Keenan (MK).
• La maggior parte di tutte le stelle nella nostra galassia e anche nell’Universo sono stelle di sequenza principale. Il nostro Sole è una stella di sequenza principale, così come i nostri vicini più vicini, Sirio e Alpha Centauri A.
• La maggior parte delle stelle, almeno fino ad ora osservate, sono tipicamente stelle nane rosse.
• Molte stelle sono in coppia. Sono stelle binarie che orbitano intorno ad un baricentro comune.
• Le stelle hanno cicli di vita basati sulla loro massa iniziale.
• Le stelle non brillano. Questo è di solito causato dall’atmosfera turbolenta della Terra.
• Per quanto l’occhio umano possa dire, non ci sono stelle verdi. Almeno, non possiamo percepirle.
• A occhio nudo, possiamo percepire circa 2.000 – 2.500 stelle.

Da quando l’uomo poteva guardare il cielo notturno, le stelle sono state osservate, datate e analizzate. Una delle carte stellari più antiche e sorprendentemente accurate è apparsa nell’antica astronomia egiziana nel 1534 a.C. Anche le supernove sono state registrate fin dall’antichità, per esempio nel 185 d.C. gli astronomi cinesi registrarono una supernova che ora è classificata come SN 185.

Le stelle sono state usate per le navigazioni celesti e le pratiche religiose, con molti astronomi antichi che credevano fossero immutabili. Raggruppavano le stelle in costellazioni e le usavano per tracciare i pianeti e la posizione dedotta del Sole.

In seguito, gli astronomi islamici medievali diedero nomi arabi a molte stelle che sono rimasti in uso ancora oggi. Furono i primi a costruire grandi istituti di ricerca osservativa. Nel 1838, le prime misure dirette della distanza di una stella – 61 Cygni – furono fatte dall’astronomo Friedrich Bessel usando la tecnica della parallasse.

Nel 1913, fu sviluppato il diagramma di Hertzsprung-Russell e nel 1921 Albert Michelson fece le prime misure di un diametro stellare usando un interferometro. Nel 1925, Cecilia Payne propose per la prima volta che le stelle erano fatte principalmente di idrogeno ed elio. Da allora, le stelle sono state classificate in molte divisioni e molti misteri ci sono stati rivelati. La varietà delle stelle è semplicemente travolgente.

Formazione

Le stelle si formano in enormi nubi di gas e polvere. La gravità fa sì che queste nubi si contraggano, attirando così il gas più vicino. Man mano che questi materiali si accumulano nel centro, la densità aumenta e la pressione aumenta.

Questo fa sì che la materia si riscaldi e risplenda mentre la massa aumenta. Le temperature e la pressione crescono continuamente fino a quando l’idrogeno può essere fuso. Il calore generato da questa fusione nucleare fa espandere il gas e quando si raggiunge l’equilibrio idrostatico, nasce la stella. La maggior parte delle stelle si forma in gruppi chiamati ammassi stellari, molte vengono poi espulse da questi ammassi.

Tipi di stelle – Classificazione

Ci sono molti sistemi di classificazione delle stelle in uso oggi, tuttavia, il sistema Morgan-Keenan è il più facile da capire. Le stelle sono classificate in questo sistema usando le lettere O, B, A, F, G, K e M. Sono classificate in base alla loro temperatura, la più calda è O e la più fredda è M. La temperatura di ogni classe spettrale è poi suddivisa dall’aggiunta di un numero, 0 sta per la più calda mentre 9 per la più fredda.

Stelle della sequenza principale

Le stelle della sequenza principale sono alimentate dalla fusione dell’idrogeno in elio nei loro nuclei. Circa il 90% delle stelle dell’Universo sono stelle di sequenza principale, compreso il nostro sole. Di solito vanno da un decimo a 200 volte la massa del Sole.

Stelle blu

Questi tipi di stelle sono abbastanza rare con tipi spettrali O o B. Le loro temperature sono intorno ai 30.000 K, con luminosità da 100 a 1 milione di volte quella del Sole. Di solito hanno una massa da 2,5 a 90 volte quella del Sole e durano circa 40 milioni di anni.

Di solito risiedono nei bracci delle galassie a spirale e sono caratterizzate dalle forti linee di assorbimento di Elio-II nei loro spettri. Hanno linee di idrogeno e di elio neutro più deboli nei loro spettri rispetto alle stelle di tipo B.

A causa della loro massa e della loro temperatura, hanno una breve durata di vita che termina con un’esplosione di supernova che dà luogo a buchi neri o stelle di neutroni. Alcuni esempi di stelle blu: Delta Circini, V560 Carinae, Theta1 Orionis C.

Nane gialle

Nane gialle hanno una prevalenza del 10%, con un tipo spettrale G. Hanno temperature tra 5.200 K e 7.500 K, con luminosità tra 0,6 e 5,0 circa quella del Sole. Hanno una massa di circa 0,8-1,4 quella del Sole e durano circa 4-17 miliardi di anni.

Queste stelle vengono erroneamente definite di tipo G. Il nostro Sole è una stella di tipo G, ma in realtà è bianca. Le stelle di tipo G convertono l’idrogeno in elio e di solito evolvono in giganti rosse quando il loro combustibile di idrogeno è esaurito. Alcuni esempi sono: Alpha Centauri A, Tau Ceti.

Nane arancioni

Queste stelle hanno una prevalenza di circa il 10%, con un tipo spettrale K. Hanno temperature tra 3.700 K e 5.200 K, con luminosità tra 0,08 e 0,6 quella del Sole. Hanno una massa da 0,45 a 0,8 quella del nostro sole e durano circa 15-30 miliardi di anni.

Emettono meno radiazioni UV e rimangono stabili per lunghi periodi di tempo rendendoli molto favorevoli agli esopianeti che potrebbero risiedere nella loro zona abitabile. Sono circa quattro volte più comuni delle stelle di tipo G. Alcuni esempi di stelle nane arancioni sono: Alpha Centauri B, Epsilon Indi.

Nane rosse

Queste stelle hanno una prevalenza di circa il 73%, con tipi spettrali K e M. Le loro temperature sono di solito intorno ai 4.000 K, con luminosità da 0,0001 a 0,8 quella del Sole. Hanno una massa da 0,08 a 0,45 quella del nostro sole e durano circa diverse migliaia di miliardi di anni.

Rappresentano la maggior parte della popolazione stellare della Via Lattea, sebbene siano molto fioche. Se le nane rosse sono più massicce di 0,35 masse solari, convertono l’idrogeno in elio sia nel loro nucleo che nel resto. A causa di ciò, il processo di fusione nucleare è rallentato e persino prolungato. Vivono così a lungo che nessuna nana rossa ha raggiunto uno stadio avanzato di evoluzione dalla creazione dell’Universo. Alcuni esempi sono: Proxima Centauri, Trappist-1.

Gianti e Supergiganti

Quando una stella esaurisce l’idrogeno comincia a bruciare l’elio e si trasforma in una stella gigante o supergigante. Il suo nucleo collassa e diventa più caldo, facendo espandere lo strato esterno verso l’esterno. Le stelle di massa bassa o media si evolvono in giganti rosse. Le stelle di massa elevata, circa 10+ volte più grandi del Sole, diventano supergiganti rosse.

Durante i periodi di lenta fusione, la stella può contrarsi e diventare una supergigante blu. Questo colore è di solito presente quando le temperature sono distribuite su una piccola superficie, rendendole più calde. Possono anche verificarsi oscillazioni tra il rosso e il blu.

Giganti blu

Queste stelle sono molto rare, i loro tipi spettrali sono O, B, e A. Le loro temperature sono di solito intorno ai 10.000 K a 33.000+ K, con luminosità intorno ai 10.000 quella del Sole. Hanno una massa da 2 a 150 quella del nostro sole e durano da 10 a 100 milioni di anni.

Esiste una grande varietà di stelle definite giganti blu. Molte stelle con classificazioni di luminosità III e II sono chiamate giganti blu solo per preferenza. Tuttavia, le vere giganti blu hanno temperature superiori a 10.000 K. Alcuni esempi sono: Xi Persei, Meissa, Iota Orionis.

Supergiganti blu

Anche queste stelle sono rare, di tipo spettrale OB. Le loro temperature vanno da 10.000 K a 50.000 K e la loro luminosità da 10.000 a 1 milione di volte quella del Sole. Hanno una massa da circa 20 a 1.000 volte quella del nostro sole e vivono molto poco, circa 10 milioni di anni.

Scientificamente note come supergiganti OB, queste stelle hanno classificazioni di luminosità di I, e classificazioni spettrali di B9. Sono più piccole delle supergiganti rosse e di solito lasciano la loro sequenza principale in pochi milioni di anni. A causa della loro massa, bruciano rapidamente le loro scorte di idrogeno. Alcune stelle evolvono direttamente in stelle Wolf-Rayet, saltando la normale fase di supergigante blu. Alcuni esempi sono: UW Canis Majoris, Rigel, e Tau Canis Majoris.

Giganti rosse

Queste stelle hanno una prevalenza di circa lo 0,4%, tipi spettrali M, K. Hanno temperature di circa 3.300-5.300 K, e luminosità da 100 a 1.000 volte quella del Sole. Hanno una massa di circa 0,3 a 10 e vivono circa 0,1 a 2 miliardi di anni.

Sono molto più piccole delle supergiganti rosse e molto meno massive. Il ramo RBG è il più comune, con l’idrogeno ancora fuso in elio, ma in un guscio intorno ad un nucleo inerte di elio. Le giganti a ciuffo rosso usano l’elio e lo fondono in carbonio, mentre il ramo AGB brucia il loro elio in un guscio attorno ad un nucleo degenerato di carbonio e ossigeno. Alcuni esempi sono: Aldebaran, Arcturus.

Supergiganti rosse

Queste stelle hanno una prevalenza di circa 0,0001%, tipi spettrali K, M. Hanno temperature di circa 3.500-4.500 K, e luminosità da 1.000 a 800.000 volte quella del Sole. Hanno una massa da 10 a 40 volte quella del nostro sole e vivono da 3 a 100 milioni di anni.

Queste stelle hanno esaurito le loro riserve di idrogeno nel loro nucleo. A causa di ciò, i loro strati esterni si espandono enormemente mentre evolvono fuori dalla sequenza principale. Sono tra le stelle più grandi dell’universo, anche se non sono tra le più massicce o luminose. Alcune supergiganti rosse che possono ancora creare elementi pesanti alla fine esplodono come supernove di tipo II. Alcuni esempi sono: Antares, Betelgeuse, Mu Cephei.

Stelle morte

Le stelle morte non hanno più processi di fusione in corso nei loro nuclei.

Nane bianche

Queste stelle hanno una prevalenza di circa lo 0,4%, tipo spettrale D. Hanno temperature di circa 8.000-40.000 K, e luminosità da 0,0001 a 100 volte quella del Sole. Hanno una massa di circa 0,1 a 1,4 quella del nostro sole e vivono circa 100.000 a 10 miliardi di anni.

Queste stelle non producono più energia per contrastare la loro massa. Teoricamente, non possono superare 1,4 masse solari. Alcuni esempi sono: Sirio B, Procyon B, Van Maanen.

Stelle di neutroni

Queste stelle hanno una prevalenza di circa lo 0,7%, tipo spettrale D. Hanno temperature di circa 600.000 K e luminosità molto basse. Hanno una massa di circa 1,4 a 3,2 quella del nostro sole e vivono circa 100.000 a 10 miliardi di anni.

Le stelle di neutroni sono sostanzialmente i nuclei collassati di stelle massicce che sono state compresse oltre lo stadio di nana bianca durante un’esplosione di supernova. Sono composte da particelle di neutroni che sono un po’ più massicce dei protoni, senza carica elettrica. Possono collassare ulteriormente in buchi neri se hanno più di 3 masse solari. Solo le stelle di neutroni che hanno un alto tasso di rotazione e più di 3 masse solari possono resistere a questo processo. Alcuni esempi sono: PSR J0108-1431, PSR B1509-58.

Nane nere

Queste stelle sono più ipotetiche in natura. Si teorizza che siano nane bianche che hanno irradiato tutto il loro calore e la luce rimasti. Poiché le nane bianche hanno una durata di vita relativamente alta, nessuna nana nera ha ancora avuto il tempo di formarsi. Se tali stelle si formassero, ciò avverrebbe dopo la morte del nostro Sole.

Buchi neri

Le stelle piccole possono diventare nane bianche o stelle di neutroni, ma le stelle di massa elevata diventano buchi neri dopo l’esplosione di una supernova. Poiché il residuo non ha alcuna pressione esterna che si opponga alla forza di gravità, continuerà a collassare in una singolarità gravitazionale e alla fine diventerà un buco nero.

Un tale oggetto è così forte che nemmeno la luce può uscirne. Esempi di tali oggetti sono: Cygnus X-1, Sagittarius A.

Stelle fallite

Le stelle fallite sono oggetti celesti che non hanno massa sufficiente per accendere e fondere l’idrogeno gassoso. Pertanto, non brillano. Le nane brune sono tipicamente conosciute come stelle fallite.

Nane brune

Queste stelle hanno una prevalenza di circa 1% a 1,0%, e variano tra i tipi spettrali M, L, T, Y. Hanno temperature di circa 300 K a 2.800 K e luminosità molto basse. Hanno una massa di circa 0,01 a 0,08 quella del nostro sole e vivono forse per trilioni di anni.

Di solito riempiono il vuoto tra i pianeti gassosi più massicci e le stelle meno massive. Hanno una gamma di massa di circa 13 a 80 masse di Giove. Per lo più non emettono luce visibile. Alcuni esempi sono: Gliese 229 B, Luhman 16.

Lo sapevi?

1. La stella individuale più lontana individuata è una supergigante blu chiamata Icarus. Si trova a circa 14 miliardi di anni luce dalla Terra.
2. La stella più massiccia e luminosa mai scoperta è una stella di Wolf-Rayet chiamata R136a1. Ha circa 315 masse solari e 8,7 milioni di luminosità solare.
3. La più grande stella attualmente conosciuta è la supergigante rossa VY Canis Majoris. È circa 17±8 volte la massa del Sole.
4. HE 1523-0901 è la stella più vecchia conosciuta nella nostra galassia, la Via Lattea. L’età stimata della stella è di circa 13,2 miliardi di anni. È una stella gigante rossa.
5. Ogni stella che può essere vista dalla Terra è vista nel passato. Sirio, per esempio, ha l’aspetto di 8 anni più vecchio.
6. Nel cielo notturno, ci sono circa 9.096 stelle visibili ad occhio nudo. Da 2.000 a 2.500 possono essere viste alla volta.
7. Se Giove fosse circa 79 volte più massiccio, si trasformerebbe in una stella.

Fonti:

• Wikipedia
• Astronomytrek

Fonte immagine:

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