COME FUNZIONA UNA STELLA (LE NOSTRE RUBRICHE, ASTRONOMIA PER TUTTI)

Abbiamo visto la volta scorsa (vedi: 4 – Quando è nato l’universo) che la radiazione fossile di Penzias e Wilson descrive la stato dell’Universo nel momento in cui si sono formati gli atomi, ottocentomila anni dopo il Big Bang. E dopo? In teoria poteva finire tutto lì: un oceano di gas idrogeno, con un po’ di elio e pochissimo litio, gli atomi più semplici. Così per l’eternità, diluendosi sempre più per via della spinta all’espansione. Ma guardiamoci intorno, dopo che sono passati tredici miliardi di anni. Vediamo uno spettacolo ben diverso: miliardi di galassie, isole di stelle, con dentro fenomeni pirotecnici da sbalordire. Una varietà stupenda di oggetti astronomici, un’infinità di stelle e galassie con nuvole di materia in via di evoluzione... Che è successo? Come mai tutto questo bendidio, con noi lì in mezzo?

   E’ successo questo, che con la materia è nata anche una sua proprietà che chiamiamo ‘gravità’, descritta e misurata per la prima volta alla fine del Seicento da Newton. E’ una forza lieve, la gravità, proporzionale a un’altra proprietà della materia, la massa. Tutto qui. Ma è bastato, affinché enormi masse di idrogeno primordiale, leggermente più dense dei volumi circostanti, cominciassero a contrarsi, invece di subire la diluizione imposta dall’espansione dell’Universo. Si concentravano sempre di più, perché avvicinandosi tra loro aumentava la forza di reciproca attrazione. Nacquero in tal modo masse sempre più dense e più calde, finché, nei punti critici dove la materia era più concentrata, improvvisamente accadde qualcosa di nuovo: la materia si accese e cominciò a produrre energia. Era nata una stella!

   Come era potuto succedere i fisici ormai lo sanno per filo e per segno. Quando le temperature altissime (milioni di gradi) raggiunsero il punto critico, gli atomi di idrogeno primordiale, agitatissimi (temperatura alta significa proprio questo: agitazione degli atomi) e sempre più vicini gli uni agli altri, scontrandosi tra loro generarono atomi di elio. In questa fusione di atomi una piccola parte della materia scompare e si trasforma in energia radiante. Tantissime fusioni, tantissima energia che amplifica e stimola ancora di più le fusioni. E’ quello che accade in un attimo con le bombe all’idrogeno, quelle termonucleari, molto più potenti delle atomiche di Hiroshima e Nagasaki.

   Una stella è una gigantesca bomba termonucleare che esplode di continuo, per milioni e miliardi di anni. Come il nostro Sole, che brilla da cinque miliardi di anni e continuerà a farlo per altri cinque, quando esaurirà tutto l’idrogeno di cui è fatto.

   Tutta l’energia prodotta nel nucleo di una stella non riesce a mandare in pezzi la materia circostante, perché l’enorme peso degli strati che avvolgono il nucleo lo impedisce. Il globo incandescente di una stella è dunque il risultato dell’equilibrio tra il suo peso, che tende a schiacciarla, e l’energia che sprigiona nel suo nucleo, che tenderebbe a farla esplodere. Invece di esplodere tutta quell’energia riesce soltanto a mantenere integra e calda la massa della stella, e la rimescola fino in superficie, come acqua che bolle. Ma la massa è talmente grande che in superficie la temperatura tocca appena i seimila gradi, dai milioni del nucleo. E giunta in superficie, l’energia si diffonde nello spazio circostante e porta luce e calore fino alla Terra e oltre.

   Ma un altro importante fenomeno è dovuto a queste fornaci stellari: la creazione degli atomi pesanti. Infatti, esaurito l’idrogeno che componeva il nucleo attivo, ormai tutto trasformato in elio, la fornace si sarebbe dovuta spegnere. Nossignori. Appena l’energia radiante tende a diminuire, la stella accenna a contrarsi, perché il peso degli strati sovrastanti non è più abbastanza sorretto. Ma, contraendosi, aumenta anche la temperatura del nucleo. La temperatura allora cresce fino a provocare la fusione degli atomi di elio, cioè produce atomi ancora più grandi dell’elio (ossigeno e carbonio). E così via, creando tutta la gamma degli atomi che conosciamo.

   Questi atomi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio costituiscono soltanto il due percento di tutta la materia dell’universo, ma sono essenziali. Senza di essi non esisterebbero mondi come il nostro. E non esiteremmo noi.

   E’ proprio vero, allora. Come dicono quei contafrottole degli astrologi: siamo figli delle stelle!

Dottor KAROL (Carlo CAPPELLI)

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