UNIVERSO, STELLE E
SISTEMA SOLARE
UNIVERSO
Con il termine Universo si intende tutto ciò che ci
circonda: le stelle, i pianeti e tutti gli altri oggetti
che vediamo nel cielo (insieme ad una enorme
quantità di altre cose che non vediamo) fanno
parte dell’Universo.
Riducendo il discorso all’essenziale possiamo dire
che l’Universo è composto da due “ingredienti”:
MATERIA e ENERGIA.
NASCITA DELL’UNIVERSO
La teoria più accreditata afferma che l’Universo si sia
formato a partire da una grande esplosione: il Big
Bang.
Secondo questa teoria l’Universo si sarebbe formato
circa 14 miliardi di anni fa. Tutta la massa e l’energia
dell’universo si trovavano concentrate in un volume
piccolissimo. A causa delle altissime temperature
(1500 Ml °C) la materia ha cominciato ad espandersi
(esplosione). Nel giro di pochi minuti la temperatura è
scesa moltissimo (300 Ml °C) e si sono formati gli
atomi degli elementi più leggeri: idrogeno ed elio.
NASCITA DELL’UNIVERSO
Sono stati necessari ancora 300.000 anni affinché
questi atomi diventassero stabili.
Secondo questa teoria l’Universo è in continua
espansione.
GALASSIE
La forza dell’esplosione ha spinto la materia sempre più lontano.
Ma ha questa forza ha cominciato a contrapporsi una seconda
forza: la forza di gravità.
Grazie alla sua azione la materia nell’Universo non è distribuita in
modo uniforme, ma organizzata in ammassi giganteschi: le
Galassie.
Queste sono formate da miliardi di stelle e anche al loro interno la
materia non è uniformemente distribuita.
LE STELLE
Sono corpi celesti che brillano di luce propria costituite in
gran parte da Idrogeno ed Elio.
 La luminosità di una stella è dovuta alle reazioni di
fusione termonucleari che avvengono sulla sua superficie;
 Il colore di una stella dipende dalla sua temperatura
superficie ( la temperatura superficiale di una stella è
legata anche alla sua vita: più è calda meno vive).
Sulla base della luminosità e della temperatura di una
stella, è possibile costruire un diagramma che evidenzia la
distribuzione delle stelle rispetto a queste due grandezze.
DIAGRAMMA H-R (Hertzsprung-Russel)
NASCITA E VITA DI UNA STELLA
Le stelle nascono da enormi nubi di polveri e gas
cosmico (soprattutto idrogeno e elio): le nebulose.
Il materiale che costituisce le nebulose, sotto l’azione
della forza di attrazione gravitazionale, tendono a
raggrupparsi in blocchi via via sempre più grandi. Le
conseguenze
di
questo
fenomeno
sono
essenzialmente due:
 Aumento di massa (forza gravitazionale);
 Aumento di temperatura (particelle più interne
sottoposte a pressioni crescenti).
NASCITA E VITA DI UNA STELLA
La futura vita della stella dipende essenzialmente dalla sua
massa iniziale, più è grande alla nascita e più breve sarà
la sua esistenza:
 Le più grandi vivono un centinaio di milioni di anni;
 Le più piccole vivono più di 100 miliardi di anni.
Affinché questa massa di gas e polveri si trasformi in una
stella è necessario che sia talmente grande da portare la
temperatura del suo nucleo fino a qualche milione di
gradi.
Se è troppo piccola non riesce a raggiungere la temperatura
sufficiente e sopravvive come qualcosa di non molto
diverso dal pianeta Giove.
IL MOTORE DELLE STELLE
Nel nucleo di una stella avvengono le reazioni di fusione
termonucleare in cui quattro nuclei di idrogeno si fondono
per formare un nucleo di elio ed energia che si libera.
IL MOTORE DELLE STELLE
L’energia che si origina nel nucleo produce una
pressione che spinge verso l’esterno. La forza di
gravità spinge verso l’interno. La stella raggiunge
l’equilibrio quando le due forze si equivalgono.
NASCITA E VITA DI UNA STELLA
La stella in queste condizioni vive un tempo variabile
(che dipende dalla sua massa iniziale), e comunque
fin quando dura il suo combustibile (H). Quando tutto
l’idrogeno si sarà trasformato in elio, verrà meno una
delle due forze che garantiscono l’equilibrio della
stella, la stella a questo punto collassa su se stessa e
la sua “seconda vita” sarà determinata ancora una
volta dalla sua massa iniziale.
NASCITA E VITA DI UNA STELLA
Il nostro Sole ad esempio, una volta esaurito l’idrogeno collasserà su
se stesso, determinando però un nuovo aumento di temperatura e
l’innescarsi di nuove reazioni nucleari che porteranno alla
formazione di elementi più pesanti.
La sua forza di espansione,
dovuta alla fusione
nucleare, aumenterà di
nuovo e ciò determinerà un
aumento dell’involucro
stellare: il Sole si sarà
trasformato un una gigante
rossa (le sue dimensioni
saranno tali da lambire
l’orbita terrestre).
Esaurito anche questo
carburante la stella torna a
contrarsi trasformandosi un
una nana bianca ormai
fredda e non più brillante.