Come giustamente affermato nella domanda, una stella tipo Sole “brucia” il proprio carburante, che è l’idrogeno, mediante la fusione nucleare: quattro nuclei di idrogeno ne producono uno di elio secondo il “Ciclo di Bethe” (vedi risposta del 17-12-2005). Questo si traduce in un equilibrio tra la pressione della forza di gravità, che tende a collassare la stella, e l’energia (pressione verso l’esterno) liberata dal calore della fusione nucleare all’interno del nucleo stellare.
La stella, tuttavia, utilizza tutto il suo idrogeno e, di conseguenza, la sua massa media interna tende a crescere con l’aumentare delle particelle di elio; queste, però, esercitano una pressione esterna inferiore rispetto a quelle dell’idrogeno. Il risultato è un’alterazione dell’equilibrio con la forza di gravità. Col tempo il nucleo si restringerà, dando reazioni più veloci; l’aumento del flusso di energia verso l’esterno causerà l’espansione della superficie della stella, incrementandone anche la luminosità.
Per il nostro Sole questo sta già avvenendo dalla sua nascita ed attualmente è più luminoso (circa il 30% in più) di quanto lo fosse 4,6 miliardi di anni fa.
Tra più di cinque miliardi di anni l’idrogeno finirà e la nostra stella entrerà nella sua fase evolutiva finale:
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Il nucleo, ormai composto solo da elio, collasserà sotto la forza di gravità, non essendo più capace di contrastarla
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L’idrogeno, esaurito nel nucleo, “brucerà” solo negli strati esterni
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Il risultato sarà un aumento rapido dell’espasnsione, fino a circa 160 volte il diametro attuale, con formazione di una Gigante Rossa.
Questo nuovo oggetto, la Gigante Rossa appunto, vivrà per circa il 10-25% del tempo della stella madre, fondendo l’elio in carbonio ed ossigeno. Al termine di questa fase avverrà una nuova espansione ed un’ulteriore contrazione del nucleo stellare (la pressione esterna del carbonio è a sua volta inferiore rispetto a quella dell’elio) e si formerà una AGB (Asymptotic Giant Branch, dalla posizione nel diagramma H-R) – Nome orribile! (N.d.A.) –
Dopo qualche centinaia di migliaia di anni gli strati esterni saranno espulsi per formare quegli oggetti bellissimi che sono le “Nebulose Planetarie”; al centro di queste si trova il residuo finale: una Nana Bianca.
Curiosità finale. Non tutti gli astronomi sono concordi sul fatto che la Terra verrà inglobata nella Gigante Rossa. Le stelle, infatti, perdono massa tramite il vento stellare; tale perdita è molto piccola, 1/100 di percentuale ogni miliardo di anni. Le Giganti Rosse, però, hanno un vento assai più forte: se il Sole perdesse abbastanza massa in questa fase, la sua forza gravitazionale diminuirà e l’orbita terrestre si allargherà, “salvando” il nostro pianeta. La maggior parte della comunità astronomica, tuttavia, ritiene che tale perdita avverrà solo dopo aver vaporizzato la Terra.
Personalmente credo, in ogni caso, che vaporizzata o “salva” come roccia fusa intorno ad una Gigante Rossa, ciò che conosciamo come Terra è destinato a morire.
