[Scienze] Le stelle

BOZZA DA REVISIONARE (fonte: http://www.webappunti.com/appunti-superiori/scienze-della-terra/appunti-di-scienze-della-terra-sulle-stelle.html)

Le Stelle sono corpi celesti che emettono energia sottoforma di radiazioni elettromagnatiche.

La distanza delle stelle

La distanza delle stelle varia in modo spesso considerevole e viene misurata grazie all’effetto di parallasse. Il termine parallasse indica lo spostamento apparente di un oggetto visto da due punti di osservazione. Le stelle presentano una parallasse annua, causata dal moto di rivoluzione della Terra attorno al Sole, per questo la posizione da cui osserviamo il cielo si modifica nel corso dell’anno.
Rilevando le posizioni di una stella ogni 6 mesi, si definisce un triangolo, e conoscendo l’angolo che ha come vertice la stella, si puo calcolare la distanza della stella, perché l’angolo di parallasse annua di un astro è inversamente proporzionale alla sua distanza dalla Terra.

Unità di misura delle distanze in astronomia.

• Parsec: distanza alla quale un corpo celeste ha una parallasse p di 1”.
• Anno luce: distanza percorsa dalla luce in un anno solare.
• Unità  astronomica: distanza media Terra – Sole.

Luminosità  delle stelle

• Luminosità : le stelle hanno luminosità  differente, alcune anche variabile.
• Luminosità  apparente: luminosità  misurata dalla Terra; dipende dalla quantità  di energia che essa irradia e dalla sua distanza dall’osservatore.
• Luminosità  assoluta: misura l’energia totale irradiata da una stella nell’unità  di tempo; dipende dalla temperatura superficiale e dalle dimensioni della superficie.

Magritudine delle stelle

• Magnitudine: parametro che permette di confrontare la luminosità  di una stella con la luminosità  delle altre.
• Magnitudine apparente: si ottiene confrontando la sua luminosità  apparente con la luminosità  apparente di una stella campione, che è la Stella Polare, a cui viene assegnata magnitudine apparente 2.
• Magnitudine assoluta: è la magnitudine apparente che avrebbero le stelle se si trovassero tutte alla distanza di 10 pc dalla terra.

Colore e volume delle stelle

• Colore: le stelle hanno colori diversi che dipendono solo dalla propria temperatura superficiale. Le stelle più fredde sono rosse; al crescere della temperatura assumono colori che vanno dall’arancio, al giallo, al bianco – azzurro, al blu.
• Volume: conoscendo la luminosità  assoluta e la temperatura superficiale di una stella, si può² calcolare il raggio e quindi anche il volume. Possono avere dimensioni varie.
• Nane: stelle con un piccolo volume.
• Giganti o supergiganti: stelle con un volume maggiore.

Il Diagramma H-R

Nel diagramma ogni stella è individuata da un punto cui corrispondono due coordinate: sull’asse delle ascisse viene riportata la classe spettrale, sull’asse delle ordinate la luminosità  assoluta.
La maggior parte delle stelle si trova nella sequenza principale, che rappresenta la fase più lunga e stabile della vita di una stella.
Sopra la sequenza principale, sulla destra, si trova un gruppo di stelle luminose ma fredde, dette giganti o supergiganti rosse.
Sotto al sequenza principale, sulla sinistra, si trova un gruppo di stelle piccole ma decisamente calde, le nane bianche.
La posizione di una stella nel diagramma dipende da vari fattori che si modificano nel tempo, per questo la posizione che la stella occupa non è fissa, ma cambia mentre la stella si trasforma.

La vita delle stelle

Nascita delle stelle

Le stelle si formano per collasso gravitazionale allÂ’interno delle nebulose.
Le Nebulose sono ammassi densi che contengono in prevalenza idrogeno ed elio, mescolati con gas e polveri pesanti. Una stella si forma quando in un globulo si forma un grumo più¹ denso che comincia ad attirare polveri e gas, accrescendo al sua massa. La nube quindi collassa, per effetto della forza gravitazionale, e al centro si forma una protostella, un corpo denso che lentamente si contrae. Con l’aumento della contrazione, la pressione e la temperatura aumentano in modo considerevole. Quando la temperatura interna raggiunge i 10 milioni di Kelvin, iniziano le reazioni di fusione termonucleare e la protostella diventa una vera e propria stella.

Le stelle della sequenza principale.

Lo strato esterno si comporta come un gas caldo e rarefatto, mentre nel nocciolo la materia si trova allo stato di plasma. Nel plasma avvengono le reazioni termonucleari che trasformano l’idrogeno in elio. L’energia prodotta nel nocciolo viene trasferita verso l’esterno, ma la superficie rimane sempre più fredda. Sul diagramma H-R le stelle di questo tipo si trovano sulla sequenza principale. Una stella in questa fase è considerata stabile, ma questa stabilità  è destinata a terminare, perche la stella utilizza per le reazioni solo l’idrogeno del nocciolo che con il passare del tempo si esaurisce.

Dalla sequenza principale alle giganti rosse.

Quando si ferma la fusione termonucleare, la stella riprende a contrarsi. A seconda della sua massa, la stella riprende le reazioni termonucleari oppure entra nella fase finale della sua vita e “muore”.
Se riprendono le reazioni, l’involucro esterno si dilata e si raffredda, trasformandosi in una gigante rossa. La gigante rossa mantiene la sua stabilità  per un certo periodo, poi entra in una nuova fase di instabilità : sempre a seconda della massa, entra nella fase finale della propria vita oppure riprende le reazioni di fusione, diventando una supergigante rossa.

La morte delle stelle.

Le stelle muoiono quando le reazioni di fusione termonucleare terminano. Nella fase finale, le stelle con massa inferiore a 8 masse solari si trasformano in nane bianche, costituite da materia allo stato degenere che non produce più energia, perciò si spegne raffreddandosi lentamente.
Le stelle con massa superiore a 8 masse solari hanno in genere un nocciolo più pesante, e nela fase finale si trasformano in supernovae: si verifica un’esplosione che disperde nello spazio la parte esterna della stella producendo nuovi elementi chimici. Il residuo della supernova va incontro a una contrazione, senza tuttavia innescare nuove reazioni.
A seconda della massa, il residuo della supernova può trasformarsi in una stella a neutroni, un corpo di dimensioni simili alla terra e soggetto a rapidissima rotazione, oppure può trasformarsi in un buco nero, nel quale nulla può vincere la forza di attrazione gravitazionale.