Le stelle nel cielo possono sembrare senza età e immutabili, ma alla fine la maggior parte di esse si trasformerà in nane bianche, l’ultimo stadio osservabile dell’evoluzione per le basse e medie -mass stars. Questi fiochi cadaveri stellari punteggiano la galassia, resti di stelle che una volta bruciavano luminose.
Formazione
Le stelle della sequenza principale, incluso il sole, si formano dalle nuvole di polvere e gas attratti dalla gravità. Il modo in cui le stelle si evolvono nel corso della loro vita dipende dalla loro massa. Le stelle più massicce, con una massa pari o superiore a otto volte quella del sole, non diventeranno mai nane bianche. Invece, alla fine della loro vita, esploderanno in una violenta supernova, lasciandosi dietro una stella di neutroni o un buco nero.
Le stelle più piccole, tuttavia, prenderanno un percorso leggermente più tranquillo. Le stelle di massa medio-bassa, come il sole, alla fine si gonfieranno in giganti rosse. Successivamente, le stelle hanno versato i loro strati esterni in un anello noto come nebulosa planetaria (i primi osservatori pensavano che le nebulose somigliassero a pianeti come Nettuno e Urano). Il nucleo che verrà lasciato indietro sarà una nana bianca, il guscio di una stella in cui non si verifica alcuna fusione di idrogeno.
Le stelle più piccole, come le nane rosse, non raggiungono lo stato di gigante rossa. Bruciano semplicemente tutto il loro idrogeno, terminando il processo come una debole nana bianca. Tuttavia, le nane rosse impiegano trilioni di anni per consumare il loro carburante, molto più a lungo dell’età di 13,8 miliardi di anni dell’universo, quindi niente rosso le nane sono ancora diventate nane bianche.
Caratteristiche
Quando una stella esaurisce il carburante, non subisce più una spinta verso l’esterno dal processo di fusione e collassa verso l’interno su se stessa. Bianca le nane contengono approssimativamente la massa del sole ma hanno all’incirca il raggio della Terra, secondo Cosmos, l’enciclopedia di astronomia della Swinburne University in Australia. Questo le rende tra gli oggetti più densi nello spazio, battuti solo da stelle di neutroni e buchi neri. Secondo la NASA, la gravità sulla superficie di una nana bianca è 350.000 volte quella della gravità su Ea rth. Ciò significa che una persona di 68 chilogrammi sulla Terra peserebbe 50 milioni di libbre (22,7 milioni di kg) sulla superficie di una nana bianca.
Le nane bianche raggiungono questo densità incredibile perché sono collassati così strettamente che i loro elettroni vengono frantumati insieme, formando quella che viene chiamata “materia degenerata”. Le stelle precedenti continueranno a collassare fino a quando gli elettroni stessi non forniranno una forza di pressione verso l’esterno sufficiente per fermare il crunch. Maggiore è la massa, maggiore è la trazione verso l’interno, quindi una nana bianca più massiccia ha un raggio inferiore rispetto alla sua controparte meno massiccia. Queste condizioni significano che, dopo aver perso gran parte della sua massa durante la fase della gigante rossa, nessuna nana bianca può superare 1,4 volte la massa del sole.
Quando una stella si gonfia per diventare una gigante rossa, avvolge i suoi pianeti più vicini. Ma alcuni possono ancora sopravvivere. La sonda spaziale Spitzer della NASA ha rivelato che almeno l’1-3% delle nane bianche ha atmosfere contaminate che suggeriscono che vi sia caduto materiale roccioso.
“Nella ricerca di pianeti simili alla Terra, abbiamo ora identificato numerosi sistemi che sono ottimi candidati per ospitarli “, ha detto a Space.com Jay Farihi, un ricercatore di nane bianche presso l’Università di Leicester in Inghilterra. “Laddove persistono come nane bianche, i pianeti terrestri non saranno abitabili, ma potrebbero essere stati siti in cui la vita si è sviluppata durante un’epoca precedente.”
In un caso entusiasmante, i ricercatori hanno osservato il materiale roccioso così com’è cade nella nana bianca.
“È emozionante e inaspettato che possiamo vedere questo tipo di cambiamento radicale sulla scala temporale umana”, ha detto a Space Boris Gänsicke, un astronomo dell’Università di Warwick in Inghilterra. com.
Un ultimo calcio
Molte nane bianche svaniscono in una relativa oscurità, irradiando alla fine tutta la loro energia e diventando le cosiddette nane nere, ma quelle che condividono un sistema con le stelle compagne possono subire un destino diverso.
Se il bianco nano fa parte di un sistema binario, potrebbe essere in grado di tirare il materiale dal suo compagno sulla sua superficie. L’aumento della massa della nana bianca può avere alcuni risultati interessanti.
Una possibilità è che la massa aggiunta possa farla collassare in una stella di neutroni molto più densa.
Una stella di neutroni molto più esplosiva. il risultato è la supernova di tipo 1a.Quando la nana bianca estrae materiale da una stella compagna, la temperatura aumenta, innescando alla fine una reazione incontrollabile che esplode in una violenta supernova che distrugge la nana bianca. Questo processo è noto come “modello a degenerazione singola” di una supernova di tipo 1a.
Nel 2012, i ricercatori sono stati in grado di osservare da vicino i complessi gusci di gas che circondano una supernova di tipo 1a nei minimi dettagli.
“Abbiamo davvero visto, per la prima volta, prove dettagliate di il progenitore di una supernova di tipo 1a, “Benjamin Dilday, l’autore principale dello studio e un astronomo del Las Cumbres Observatory Global Telescope Network in California, ha detto a SPACE.com.
Se invece la compagna è un’altra nana bianca di una stella attiva, i due cadaveri stellari si uniscono per dare il via ai fuochi d’artificio. Questo processo è noto come “modello a doppia degenerazione” di una supernova di tipo 1a.
Altre volte, la nana bianca può estrae appena il materiale sufficiente dal suo compagno per accendersi brevemente in una nova, un’esplosione molto più piccola. Poiché la nana bianca rimane intatta, può ripetere il processo più volte quando raggiunge quel punto critico, restituendo vita alla stella morente più e più volte di nuovo.
“Queste sono le eruzioni stellari più luminose e più frequenti nella galassia, e “sono spesso visibili ad occhio nudo”, ha detto a Space.com Przemek Mróz, astronomo dell’Università polacca di Varsavia.
Questo articolo è stato aggiornato l’11 ottobre 2018 da Space.com Associate Editor , Sarah Lewin.