Una vita violenta

Ben presto, però, anche l'elio finisce. Per sostenere il suo enorme peso, la stella è costretta ad accendere altre reazioni nucleari, usando combustibili sempre più pesanti. Il carbonio e l'elio vengono trasformati in ossigeno, neon e magnesio; l'ossigeno viene bruciato per formare silicio e zolfo, e così via.
Più pesante è il combustibile, però, più alta è la temperatura necessaria per la sua fusione.

Per produrre questa temperatura, il nucleo della stella deve contrarsi ogni volta che inizia una nuova reazione. Contemporaneamente, gli stati esterni si espandono. Il combustibile precedente, esaurito nel centro della stella, continua a bruciare in uno strato circostante. Si produce così nella stella una struttura "a cipolla", come quella che vedi nel disegno qui a fianco. Il nucleo della stella diventa sempre più denso e compatto.

Andando verso il centro si trovano combustibili via via più pesanti e temperature di fusione sempre maggiori.

L'ultimo stadio di questa sequenza di bruciamenti nucleari è la trasformazione del silicio in ferro. Per ottenere altra energia, la stella cerca di bruciare anche il suo nucleo di ferro, ma questo avrà per essa delle conseguenze disastrose. Infatti la reazione nucleare che disintegra il ferro, anziché produrre energia, la consuma.
Per la stella è la fine: senza più energia per sostenere il proprio peso, essa collassa su se stessa. Il nucleo si contrae rapidamente fino a diventare una sfera densissima. Gli strati esterni vi cadono sopra, rimbalzano e si riscaldano in pochissimo tempo fino a temperature di oltre un miliardo di gradi. Questo provoca l'innesco di reazioni nucleari molto intense e rapide. Un'enorme quantità di energia si accumula nel gas, lanciandolo nello spazio alla velocità di 30 milioni di chilometri l'ora ! L'animazione ti mostrerà quello che succede; il nucleo della stella è il cerchio blu.

Una stella che esplode in questo modo si chiama supernova. Essa rappresenta una delle più grandi catastrofi dell'universo e, allo stesso tempo, uno degli spettacoli più affascinanti che il cielo possa offrire. Una supernova emette in un solo minuto tanta energia quanta ne emette il Sole in duecento anni. Essa ha uno splendore pari a quello di 100 miliardi di stelle!

Per qualche settimana, la sua luce offusca quella di tutte le altre stelle; poi, pian piano si affievolisce e scompare nel giro di qualche anno. Talvolta la supernova diventa così brillante da essere visibile anche in pieno giorno, come la supernova apparsa nel 1054 agli astronomi cinesi.
Ciò che rimane della stella è il gas che essa ha espulso: il cosiddetto "resto" della supernova. Esso forma una nube a forma di guscio, che si allontana dal luogo dell'esplosione con velocità sempre minore.

Guarda qualche bella fotografia di resti di supernova. Clicca sulle immagini per vederle più grandi.

Il residuo della supernova 1987A, esplosa nella Grande Nube di Magellano, una piccola galassia vicina alla nostra. (NASA-STScI)	Un resto di supernova nella costellazione del Cigno. (NASA-STScI)	La nebulosa della Vela, resto di una supernova esplosa 15mila anni fa. (Royal Obs., Edinburgo)

L'esplosione di una supernova è un evento piuttosto raro. Tra le stelle più vicine a noi, non capita più di due volte in un secolo. Infatti le stelle più massicce, quelle che esplodono alla fine della loro vita, sono molte meno di quelle piccole.
Il ruolo delle supernove nell'evoluzione delle stelle è molto importante.
Durante il suo cammino, il resto di supernova spazza via una grande quantità del gas presente tra una stella e l'altra. Questo gas forma delle nubi molto dense, nelle quali si formano spesso gruppi di nuove stelle.
Inoltre, il gas espulso dalla supernova è molto ricco di metalli ed altri elementi pesanti. Come abbiamo visto, infatti, durante il collasso che precede l'esplosione della supernova avvengono reazioni che trasformano il gas della stella in elementi pesanti. Questi elementi non erano presenti originariamente nel cosmo: vengono sintetizzati dalle stelle nel corso delle reazioni nucleari e poi cedute al mezzo interstellare.

Nel nostro Sistema Solare, c'è una maggiore ricchezza di elementi pesanti rispetto all'abbondanza media del cosmo: infatti, si può dire che l'universo è composto per lo più di idrogeno ed elio. Gli elementi pesanti di cui sono composti i pianeti e gli esseri viventi che popolano la Terra sono stati prodotti nelle stelle. Dopo essere stati espulsi sotto forma di gas, si sono condensati in nubi, poi nel Sole e nei pianeti. In un certo senso, quindi, possiamo dire di essere "figli delle stelle".... Infine, la supernova fornisce al gas che la circonda una quantità considerevole di energia.

Che cosa produce una supernova: energia, elementi pesanti, nuove stelle.

Le supernovae sono molto utili agli astronomi, grazie ad una loro proprietà: quando si trovano nel momento di massimo splendore hanno tutte la stessa luminosità. Come sappiamo, la luminosità apparente di una sorgente diminuisce con il quadrato della distanza dall'osservatore. Misurando la luminosità apparente di una supernova al massimo splendore, dato che la sua luminosità assoluta è nota, se ne ricava facilmente la distanza.
A che cosa serve conoscere la distanza di una supernova ? Lo scoprirai più avanti, quando andremo ancora più lontano, a scoprire le galassie.

Abbiamo visto che cosa succede con l'esplosione della parte esterna della stella, ma che cosa ne è stato nel frattempo del suo nucleo ? Ricorderai che prima dell'esplosione il nucleo di ferro si era disgregato ed era collassato su se stesso. Il risultato del collasso è un oggetto molto compatto e di piccole dimensioni, diverso a seconda della massa della stella. Se la massa è pari a 6-7 volte la massa del Sole, allora il nucleo della stella diventerà una stella di neutroni. Se invece è superiore, il nucleo diventerà un buco nero.

Le supernovae non sono le uniche stelle di tipo esplosivo. Ci sono altre stelle che subiscono un improvviso aumento di luminosità e quindi sembrano comparire dal nulla nel cielo. Gli astronomi del passato pensavano che si trattasse di stelle appena nate, e diedero loro il nome di "novae", cioè "stelle nuove".