Come tutte le cose anche le stelle compiono il percorso nascita – vita – morte. Le stelle nascono dalle sacche di gas, ma non di questo voglio parlare oggi. Voglio ricordarvi che la fusione nelle stelle si accende per compensare la spinta gravitazionale, quando però il suo combustibile si esaurisce non c’è più nulla che contrasta la spinta gravitazionale, e accade che una stella collassa.
Il tipo di collasso dipende dalla massa della stella, ciò che è sicuro è che non sarà più la fusione nucleare a mantenere in equilibrio il sistema, ma le varie interazioni fra le particelle.
Ora non ricordo con precisione (sono sicuro che qlc a caso [ema] ) puntualizzerà i valori, ma ho memoria che fino a 1,4 ms una stella diventa una nana bianca, ovvero una stella caldissima (9 – 30 mila kelvin) di piccola superficie, poco brillante, che si raffredda gradualmente, evidente segno della sua agonia, una volta raggiunto lo zero assoluto, la nana diventa nera e la velocità del raffreddamento dipende dalla massa originaria della stella. La forza che permette l’equilibrio è la repulsione (non so come si chiami la forza) tra gli stessi elettroni, ciò che resta in una nana bianca è principalmente il nucleo, mentre gli strati esterni della stella vengono espulsi gradualmente nella fase finale della sua vita, quindi ricapitolando una stelle molto calda, poco brillante, molto densa, di raggio limitato.
Da 1,4 a 3 ms la stella che collassa diventa un stella di neutroni, anche qui il combustibile si è esaurito e la gravità viene contrastata dalla repulsione dei neutroni, da sottolineare che gli elettroni sono collassati sui propri nuclei e per interazione debole hanno reagito con i protoni creando neutroni, per cui questa stella sarà composta unicamente da neutroni. Questa stella è il risultante dell’esplosione di una supernova, precisamente una supernova di tipo II, molte volte la stella di neutroni rimanente è una pulsar (ha un periodo brevissimo) o una magnetar (produce un intensissimo campo magnetico). Dedicherò a breve un intero post sulle supernove, perciò non mi dilungherò. La stella che ne risulta è superdensa, circa 10 14 volte maggiore di una stella normale.
Man mano che si scende fino nel nucleo si trovano nuclei sempre più ricchi di neutroni, fino a che non si trovano solo neutroni, qlc1 ha ipotizzato che questa sostanza teorica sia il neutronio.
Oltre le 3 ms solari, la pressione gravitazionale è tale, che la materia collassa su se stessa, creando un singolarità e un “pozzo gravitazionale” nello spazio tempo, in altre parole un buco nero.
Queste sono la fine in contro cui va una stella. Fenomeni spettacolari e di estrema bellezza, se osservati a debita distanza naturalmente.
Il G
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4 commenti:
Giulio, mi e' piaciuto quest'ultimo tuo post perche' e' piu' chiaro e meno confuso dei precedenti. Devo solo farti un paio di osservazioni. So che non te la prenderai ma che anzi ti fara' piacere riceverle, cosi' magari impari qualcosa:
1) 1.4 M_sole e' giusto, e si chiama "limite di Chandrasekhar": e' il limite che puo' avere una sfera di elio degenere perche' l'equazione di stato possa compensare l'autogravita'. Per le 3 M_sole invece occorre una precisazione: non e' necessario che tutta la stella abbia massa al massimo 3 M_sole, ma basta solamente che il nucleo della stella abbia tale massa. Ad esempio tu hai osservato giustamente che le stelle di neutroni vengono fuori dal collasso delle SNeII: beh, quelle sono stelle di circa 8-9 M_sole, in cui l'inviluppo esplode perche' rimbalza nel nucleo compatto di neutroni. Quindi quello che rimane e' solo il nucleo, che puo' avere al massimo 1.5-3 M_sole circa (questo si chiama "limite di Tolman-Oppenheimer-Volkoff" ed e' cosi' incerto perche' e' incerta l'equazione di stato di un gas di neutroni in quelle condizioni estreme, siccome il modello di gas di Fermi che va bene per le nane bianche non va bene per le stelle di neutroni allora bisogna ricavare l'equazione di stato direttamente dalle equazioni di Einstein e ti assicuro che e' un bordello). Il nucleo neutronizza perche' a quelle pressioni i protoni possono fondere con gli elettroni e producono neutroni e neutrini (e' la classica reazione "beta+"). Oltre quel limite, come tu hai detto, nemmeno un'equazione di stato cosi' robusta puo' compensare la gravita' della stella e allora black hole.
2. La repulsione che tu scrivi tra gli elettroni in una nana bianca e' dovuta alla semplice forza di Coulomb che e' repulsiva tra particelle di carica concorde. Pero' tu scrivi che nelle stelle dei neutroni la gravita' e' compensata dalla repulsione tra i neutroni. Qui sbagli, perche' i neutroni, essendo appunto neutri, non sentono la forza coulombiana e quindi tantomeno repulsione reciproca. Cio' che impedisce il collasso entro il limite di TOV e' l'equazione di stato stessa dei neutroni, come scrivevo sopra.
grazie filippo, fa sempre piacere.
Ottimo Fili, spiegazione eccelsa proprio come sai fare tu. Ciononostante mi resta qualche dubbio....poi ci penserò.
Bonjour, allascopertadellospazio.blogspot.com!
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