Le sigle RGB e AGB stanno rispettivamente per Red Giant Branch
e Asymptotic Giant Branch, ovvero Ramo delle giganti rosse
e Ramo asintotico delle giganti. Si tratta di due zone del cosiddetto
digramma di Hertzsprung Russell, (diagramma HR per gli amici) che
si potrebbe definire come il “sistema periodico” dell’astronomia stellare:
come accade per gli elementi chimici, infatti, basta conoscere la posizione
di una stella nel diagramma per capire molte cose sulle sue caratteristiche.
Una versione del diagramma è mostrata nella figura qui sotto, con evidenziato
il percorso compiuto da stelle di una e cinque masse solari durante la
loro esistenza. Sull’asse delle ascisse c’è la temperatura superficiale
delle stelle, e sull’asse delle ordinate la luminosità in unità solari.
Al posto della temperatura superficiale può anche esserci il tipo
spettrale, un sistema di classificazione basato sulle righe più prominenti
presenti nello spettro delle stelle. Come vediamo dalla tabella qui sotto,
tra tipo spettrale e temperatura superficiale esiste una stretta correlazione:
per esempio, le molecole che caratterizzano i tipi K e M possono sopravvivere
soltanto a temperature relativamente basse.
La maggior parte degli astri si dispongono su una striscia diagonale,
detta sequenza principale, dove risiedono le stelle che stanno
“bruciando”, tramite reazioni di fusione nucleare, l’idrogeno presente
nel loro nucleo. Anche il nostro Sole “abita” in questa zona.
Con l’esaurirsi dell’idrogeno, la fonte di energia che controbilanciava
la forza di gravità si esaurisce. Il nucleo della stella si contrae, mentre
le parti esterne si espandono progressivamente. La stella cambia profondamente
aspetto, ed è quindi ovvio che cominci ad andare a spasso per il diagramma
HR. Gli strati esterni, espandendosi, si raffreddano e diventano più rossi,
e da questo possiamo aspettarci uno spostamento in orizzontale verso destra.
Tuttavia la stella aumenta enormemente le proprie dimensioni, e l’effetto
netto è un aumento sensibile della luminosità, che si traduce in uno spostamento
verso l’alto. L’effetto complessivo, dunque, è un allontanamento in diagonale
dalla sequenza principale: la nostra stella diventa una gigante rossa,
e va ad ingrossare – guardacaso – il ramo omonimo.
La contrazione del nucleo determina un aumento della temperatura, fino
al punto in cui si innesca la fusione nucleare dell’elio, il cosiddetto
Helium flash. Il fatto che siano riprese delle reazioni di fusione
nel nucleo rende la stella più “somigliante” a quelle della sequenza principale,
il che intuitivamente spiega la sua prossima mossa, ossia uno nuovo avvicinamento
verso la sequenza stessa, nella zona nota come braccio orizzontale.
Tuttavia il bruciamento dell’elio dura molto meno rispetto a quello dell’idrogeno
(l’efficienza è molto minore e il combustibile si esaurisce più rapidamente),
e presto ci si ritrova nella situazione di prima. Ciò che la stella farà
a questo punto non è più un mistero: tornerà nei pressi del ramo delle
giganti, ma in una zona leggermente diversa (del resto la stella non è
esattamente uguale a prima). Non è difficile capire che si tratta
del ramo asintotico.
Veniamo ora alle differenze nello spettro delle stelle RGB e AGB. Come
si vede dal diagramma HR, la posizione dei due rami rispetto all’asse
delle ascisse è molto simile, con il ramo asintotico leggermente spostato
verso sinistra. Ne consegue che, osservando una stella gigante e ottenendone
lo spettro, non è affatto banale riuscire a classificarla univocamente
come AGB o RGB. Qualche informazione in più può venire dalla luminosità,
mediamente maggiore per le stelle AGB, ma proprio perché si tratta di
un mediamente, non è comunque semplice “incasellare” con sicurezza
una singola stella. Diverse sono le cose quando si abbia a che
fare con un ammasso di stelle: in quel caso, osservando un numero
sufficiente di stelle, potremmo ottenere un diagramma HR sufficientemente
popolato per consentirci di distinguere i due bracci.