Cos’è una stella?

COS’È UNA STELLA?

Cos’è una stella? Una stella è un corpo celeste che brilla di luce propria perché costituito da materia incandescente. La differenza con i pianeti è che questi ultimi riflettono la luce ricevuta dal Sole o da un’altra stella e non producono energia tramite fusione nucleare.  All’interno delle stelle avvengono reazioni termonucleari di fusione di quattro nuclei di idrogeno in un nucleo di elio. Il risultato di tale reazione di fusione è la produzione di una grande quantità di energia che si trasferisce fino allo stato più esterno della stella, la fotosfera, e da qui si irradia nello spazio sotto forma di luce. La stella più vicina alla Terra e maggiormente visibile dal nostro pianeta è il Sole. Le stelle sono immutabili nel tempo ed è per questo che sono da sempre usate per orientarsi; fin dall’antichità gli astronomi hanno collegato le stelle con delle linee immaginarie per creare costellazioni di riferimento a cui hanno dato specifici nomi.  Con il termine costellazione si indicano stelle che sono vicine tra loro solo in apparenza, in quanto nello spazio potrebbero essere tra loro lontanissime.

LE CARATTERISTICHE DI UNA STELLA

Gran parte della materia di una stella è costituita da idrogeno (95%) ed elio (5%). Per conoscere la precisa composizione chimica delle stelle si utilizza lo spettroscopio. Esso permette di analizzare la luce emessa dalle stelle separando le varie radiazioni che la costituiscono in base alla lunghezza d’onda. Si ottiene così lo spettro stellare. Le stelle appaiono di diverso colore e luminosità, ciò dipende da alcuni fattori: le dimensioni, la massa, la composizione chimica, la temperatura.

Luminosità

La luminosità non è la stessa per tutte le stelle e dipende da alcuni fattori: la quantità di energia emessa dal corpo celeste, la temperatura, l’estensione della superficie, la distanza dalla Terra. La luminosità di un corpo celeste si misura mediante un fotometro ed è descritta da una grandezza detta magnitudine. La magnitudine apparente (m) descrive la luminosità di una stella come appare e non per la sua effettiva luminosità. Le stelle, possono apparire più o meno luminose anche perché si trovano più o meno vicino a noi; ad esempio una stella molto grande può apparirci poco luminosa se è molto lontana dalla Terra e, viceversa, una stella piccola (il Sole) appare estremamente luminosa perché molto vicina. Per confrontare la luminosità di stelle che sono a distanze differenti da noi, è necessario misurarne la magnitudine assoluta (M), cioè la quantità di energia luminosa effettivamente emessa che non dipende da quanto la stella è lontana da noi.

Colore

Le stelle rivelano colori non sempre visibili ad occhio nudo. Il colore è in relazione con la temperatura superficiale: le stelle rosse hanno una temperatura superficiale di circa 3000°K; le stelle gialle come il Sole raggiungono i 6000°K, mentre quelle bianco-azzurre superano i 30000°K. Il colore delle stelle permette di suddividerle nelle classi spettrali O, B, A, F, G, K, M (in inglese è stata creata una frase per ricordare questa sequenza Oh Be A Fine Girl/Guy, Kiss Me). Le stelle di tipo O, di colore blu-azzurro, sono le più  luminose e di maggiore massa, sono visibili da grandissime distanze e sono le più rare; quelle di tipo M, rosse e solitamente grandi appena da permettere che abbia inizio la fusione dell’idrogeno, sono le più frequenti.

Dimensioni

Per conoscere le dimensioni di una stella bisogna basarsi sulla sua luminosità. In astronomia, la classificazione stellare di Yerkes è la classificazione delle stelle sulla base di due dimensioni: la temperatura superficiale (classi di temperatura di Harvard) e la luminosità (classi di luminosità). La classe spettrale di una stella è assegnata a partire dalla sua temperatura superficiale, che può essere stimata mediante la legge di Wien in base alla sua emissione luminosa. Le classi di luminosità sono rappresentate da numeri romani e sono comprese tra la 0 (ipergiganti) e la VII (nane bianche). Sulla base di tale criterio le stelle sono distinte in: 0 ipergiganti, fino a 100 masse solari; I supergiganti, da 10 a 50 masse solari; II giganti brillanti, sono al limite tra le supergiganti e le giganti; III giganti, grandi almeno 18 volte più il Sole; IV sub-giganti, sono al limite tra le giganti e le stelle di sequenza principale; V stelle di sequenza principale, tutte le stelle giovani di qualsiasi dimensione e massa; V sub-nane, sono al limite per luminosità tra stelle di sequenza principale e nane bianche; VII nane bianche, stelle che possiedono una massa molto elevata ma dimensione e luminosità bassissime. La stella più grande mai osservata si chiama UY Scuti, è lontana circa 9500 anni luce dalla Terra. Si tratta di una supergigante rossa collocata nella costellazione dello Scudo: posizione che la rende anche la stella più grande della nostra galassia.

IL DIAGRAMMA DI HERTZSPRUNG E RUSSEL

Il diagramma di Hertzsprung e Russel, noto come diagramma H-R, ordina le stelle per le loro caratteristiche: temperatura, luminosità e colore. Nel sistema di assi cartesiani sull’asse delle ordinate (y) è rappresentata la luminosità delle stelle e sull’asse delle ascisse (x) il colore in funzione della temperatura. La maggior parte delle stelle si colloca su una diagonale, la sequenza principale.

Dal diagramma H-R si intuisce che una stella molto calda è luminosa e di colore azzurro, mentre una stella ad una temperatura inferiore è poco luminosa e di colore rosso. Sul grafico si notano altri due raggruppamenti di stelle: le supergiganti e le giganti rosse, che pur avendo una bassa temperatura sono molto luminose, e le nane bianche, molto calde ma poco luminose a causa delle loro piccole dimensioni. Nel diagramma H-R una stella non ha sempre la stessa posizione ma varia con il suo stadio di evoluzione.

LE GALASSIE

La galassia è il grandissimo insieme di stelle, di ammassi di stelle, di sistemi planetari, di nebulose (nube interstellare costituita di gas e polveri), di polveri e di gas dispersi che si attraggono reciprocamente per gravità. La Via Lattea o Galassia (con la G maiuscola) è l’insieme di tutte le stelle visibili distintamente dalla Terra, compreso il Sole. Tra le stelle vi è il mezzo interstellare costituito da gas ionizzati, molecole e polveri molto rarefatti.  Alla periferia di ogni galassia il mezzo interstellare sfuma nel mezzo intergalattico, uno spazio quasi vuoto ma non del tutto privo di materia. Si distinguono quattro tipi di galassia per forma: a spirale, con lunghi bracci che si estendono a partire dal centro galattico; ellittiche, di forma ovale; a spirale barrata, con bracci che partono discosti dal nucleo; irregolari.

La Via Lattea ha la forma di spirale barrata, ovvero una galassia composta da un nucleo attraversato da una struttura a forma di barra da cui si dipartono i bracci di spirale che seguono un andamento logaritmico, e ha un movimento rotatorio: il Sole impiega circa 200 milioni di anni per fare un giro intorno al nucleo della galassia. Perché si chiama Via Lattea? Il termine deriva dalla mitologia greca.  Il termine “lattea” deriva dalle gocce del latte fuoriuscito dal seno di Era, mentre allattava Eracle. Zeus avendo avuto il figlio Eracle con la mortale Alcmena, approfittò del sonno della dea Era e attaccò al seno suo figlio. Solo succhiando dal petto della madre degli dei, il semidio avrebbe potuto ottenere l’immortalità. Il figlio di Zeus però svegliò la dea e fece schizzare parte del latte verso il cielo, creando così la Via Lattea. Questa da allora divenne la strada percorsa dagli dei per raggiungere il palazzo del re e della regina degli dei.