A cosa pensate quando sentite la parola “evoluzione”?

Le stelle e
l’evoluzione
stellare
A cura della prof.ssa Gentile
Secondo voi nel Sole come sono legate fra loro
materia ed energia???? E come interagiscono con la
Terra???
Discutiamo insieme della parola
“EVOLUZIONE”……
A cosa pensate quando sentite la parola
“evoluzione”?
Cosa significa e in quale contesto ne avete
sentito parlare?
Le stelle hanno un ciclo vitale
o sono fisse e immutabili?
Cerchiamo di capire
se le stelle si
evolvono….
Esiste l’evoluzione dell’uomo e l’evoluzione
delle specie ma…esiste un’evoluzione
anche per le stelle?
Stelle in formazione
all’interno della
nebulosa
dell’Aquila
Stella in fase stabile
Gigante rossa
Nebulosa di Orione
Esplosione di
una supernova
Residui di una
supernova
Facciamo un passo indietro:
cosa sono le stelle?
• Le stelle sono ammassi di materia allo stato
•
gassoso in cui predominano idrogeno ed elio.
La temperatura va da qualche migliaio di gradi
sulla superficie a qualche milione all’interno.
Stella
stellina…
Ma cosa tiene calda la stella?
 L’azione della gravità e le reazioni nucleari
che avvengono all’interno di essa.
• La forza di gravità tende a far collassare la stella
• Quando la temperatura raggiunge qualche milione di
gradi si innescano le reazioni nucleari!!
Ma da cosa si formano le stelle?
Le stelle si formano a partire da nubi di gas e
polvere molto dense  le nebulose
Nebulosa dell’Aquila
Per eventi casuali possono formarsi delle zone
più dense le quali, per effetto della gravità,
possono attirare gas e polveri circostanti,
aumentando quindi di dimensioni.
Si dice che la nube collassa (contrazione
gravitazionale) e si scalda e dopo qualche
decina di migliaia d’anni al centro si forma una
PROTOSTELLA.
Una stella esiste perché è stabile ossia perché c’è un equilibrio
tra la Forza Gravitazionale (Fg) e la Forza di radiazione (Fr)
Fg
Fr
Stella stabile
L’esistenza di una stella è garantita dall’energia prodotta dalle
REAZIONI NUCLEARI nel centro della stella e dall’equilibrio fra la
forza di radiazione interna e la forza gravitazionale.
UNA STELLA SIMILE AL SOLE BRUCIA IDROGENO NEL
SUO NUCLEO
Reazione nucleare dell’H in He: 4
atomi di idrogeno si uniscono a
formare l’elio!
4H  He
Cosa succede quando viene esaurito il combustibile
nel centro della stella?
Si rompe l’equilibrio tra la FGravitazionale e la Fradiazione  il nucleo
della stella si contrae (collasso gravitazionale).
L’energia gravitazionale si trasforma in energia termica: il
nucleo e gli strati esterni al nucleo si scaldano e si
espandono.
Cosa????
 La stella entra nella fase di
GIGANTE ROSSA
reazione nucleare dell’ He in C nel nucleo
HHe
guscio inerte di He
HeC
He
Guscio con reazione nucleare HHe
Ah, caldino
oggi..
 Le stelle con massa iniziale molto piccola non
sono in grado di innescare la trasformazione
dell’He in C. Subiranno un fortissimo collasso
gravitazionale e la materia si presenterà in uno
“stato degenere” in cui i nuclei degli atomi
sono immersi in un mare di elettroni Nana
Bianca.
Materia degenere
La nana bianca Helix
 Le stelle con massa iniziale fino a 8 volte quella del Sole
dopo la fase di giganti rosse, subiranno il collasso
gravitazionale a causa del quale finiranno per espellere i
loro strati più esterni dando origine a nubi di gas in
espansione con al centro un piccolo corpo  Nebulosa
Planetaria.
Le stelle con massa iniziale molto maggiore di
quella del Sole sono in grado di innescare la
formazione del C, le temperature interne
arrivano ai miliardi di gradi, fino alla
formazione di un nucleo di Ferro.
Il collasso di una stella di tali dimensioni è
violentissimo e viene liberata un enorme quantità di
energia, che provoca una terribile esplosione: gran
parte della stella si disintegra e viene lanciata nello
spazio  SuperNova.
Supernova 1987A
PRIMA
DOPO
Quando la massa della stella è enorme, i resti
dell’esplosione della supernova hanno una massa
tale che la forza di gravità originata dal loro
processo di contrazione raggiunge valori
altissimi, tanto elevati da rendere impossibile
persino alla luce la fuga dal loro campo
gravitazionale  Buco nero.
Clicchiamo sulla figura per vedere l’azione
di un buco nero su una stella…….