Astrofisica

A cura di Corrado Ruscica

LA NOSTRA STELLA: IL SOLE pagina 5
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o  Il destino del Sole 

Il Sole, come tutte le altre stelle della Galassia e dell’Universo, dovrà un giorno spegnersi. Data l’equivalenza tra massa ed energia, E=mc2, poichè la massa delle stelle è finita esse non possono continuare ad irragiare per un tempo infinito.

I calcoli matematici ci dicono che il Sole rimarrà ancora nella fase attuale per altri 5 miliardi di anni circa durante i quali continuerà il processo di fusione nucleare dell’idrogeno in elio.

Successivamente, quando l’idrogeno sarà quasi completamente esaurito perchè trasformato in elio, la pressione non sarà più in grado di controbilanciare gli strati superiori. La regione centrale tenderà allora a contrarsi riscaldandosi ed intensificando il processo di fusione idrogenoàelio. Questo eccesso di energia tenderà a far espandere e raffreddare gli strati esterni del Sole il quale evolverà così rapidamente verso un tipo di stella chiamata gigante rossa. Il diametro del Sole potrà raggiungere e superare quello dell’orbita terrestre per cui ogni forma di vita sulla Terra sarà già estinta.

Quando poi la temperatura delle regioni centrali avrà raggiunto i circa 100 milioni di gradi, si innescherà la reazione di fusione dell’elio in carbonio e, all’esaurirsi dell’elio, si ripeterà lo stesso fenomeno fisico verificatosi all’esaurimento dell’idrogeno. 

La regione centrale del Sole dovrebbe quindi contrarsi verso uno stato finale noto come stella nana bianca mentre gli strati superficiali dovrebbero espandersi sino a disperdersi nello spazio interstellare.

Diagramma di Herzsprung-Russell che illustra l’evoluzione stellare nel piano luminosità-temperatura superficiale. Al punto A il Sole comincia la fusione nucleare. Dopo circa 5 miliardi di anni, punto B, ha consumato metà idrogeno, trasformato in elio. Quando l’idrogeno nel nucleo del Sole è stato completamente consumato, comincia la fusione dell’idrogeno in un involucro attorno al nucleo portando il raggio del Sole ad un incremento del 40% e ad una luminosità circa due volte maggiore.  Dopo circa 1,5 miliardi di anni, la superficie del Sole diventa circa 3 volte più grande delle dimensioni attuali e la sua temperatura superficiale raggiunge 4300 °K, punto C. Visto dalla Terra il Sole ha un disco più grande di color arancio, la temperatura sulla Terra è aumentata di circa 100 gradi causando l’evaporazione dei mari e la vita probabilmente si sarà già estinta.  Dopo circa 250 milioni di anni, le dimensioni del Sole cresceranno di 100 volte e la sua luminosità sarà 500 volte maggiore.  La temperatura del nucleo avrà raggiunto valori elevati che in una sola grande esplosione tutto l’elio sarà fuso in carbonio, punto D, ed 1/3 della massa sarà spazzata nello spazio interplanetario.  Il Sole è una supergigante rossa, punto E. L’evoluzione successiva dovrebbe portare il Sole a diventare sempre più brillante con gli strati più esterni spazzati nel mezzo interplanetario sottoforma di vento solare, come in una nebulosa planetaria, punto F. La fase finale dell’evoluzione solare dovrebbe portare la stella a formare la nana-bianca al centro della nebulosa planetaria, punto G, con una massa pari alla metà della massa solare attuale ma con una enorme densità, circa 2 tonnellate per centimetro cubico. La nana-bianca, residuo del Sole in seguito alla sua evoluzione, sarà destinata a raffreddarsi nel tempo. Questa sarà la fine della nostra stella, con ciò che rimane dei pianeti in orbita attorno ad essa.

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