Cosa succede quando muore una stella?
Risposte
Le stelle si stanno ancora formando in molte, se non nella maggior parte delle galassie. Alcuni hanno già esaurito le nubi di idrogeno che formano le stelle, mentre altri hanno ancora buoni tassi di formazione stellare.
Quindi, una volta che le stelle attuali si esauriscono, ce ne sono ancora di nuove in formazione. Attualmente osserviamo stelle morenti e nuove.
Le stelle massicce muoiono per prime (vita da 1 milione a 1 miliardo di anni a seconda della massa) spesso in modo spettacolare con le supernove.
Stelle di massa media come il nostro sole (durata da 1 miliardo a forse 20 miliardi di anni a seconda della massa) alla fine formano giganti rosse, poi nebulose planetarie e nane bianche.
Le stelle di massa inferiore come le nane rosse (la vita può superare i mille miliardi di anni) impiegano molto più tempo a esaurirsi.
Supponiamo una galassia in cui la formazione stellare sia sostanzialmente cessata e tutte le stelle attuali si esauriscano. (Tra trilioni di anni)
Ci sono stelle di piccola massa chiamate nane brune. Questi generalmente non hanno fusione (tranne abbastanza brevemente un po 'di deuterio e / o litio). Tuttavia, sebbene rari, due di questi possono avvicinarsi e fondersi (improbabile su scale temporali umane, ma ragionevolmente probabile su scale temporali diciamo di 50 trilioni o 1 quadrilione di anni) (e, sì, lo so che la fisica si complica). Se la loro massa combinata supera circa l'8% del nostro sole, possono iniziare la fusione dell'idrogeno e formare una nana rossa. Questo oggetto esisterebbe (fondendosi) per un trilione di anni o più. Potrebbe anche plausibilmente avere un pianeta con la vita, anche se le probabilità non sono buone.
Alla fine questi diventano ancora meno frequenti, e su scale temporali molto ampie anche quelle nane brune sarebbero esaurite, per così dire.
A quel punto l'universo è piuttosto oscuro (o la galassia). Occasionalmente due nane bianche possono fondersi (o un'orbita decaduta da binari o una possibilità casuale). Se la loro massa combinata supera circa 1,4 masse solari, possono improvvisamente creare una drammatica supernova, o anche una stella al carbonio di breve durata.
Dopo questi eventi, è più difficile dirlo. Alcuni scienziati pensano che i protoni possano decadere. In tal caso, i cadaveri stellari rimanenti (nane bianche e simili) e i pianeti/asteroidi/ecc. Tuttavia molti non pensano che i protoni decadranno, quindi questi corpi potrebbero essere più stabili. Anche se i protoni lo fanno, la loro emivita è di circa 10^34 anni circa, che è un tempo ridicolmente lungo. (l'universo attuale è di circa 1,4x10 ^ 10 anni, quindi stiamo parlando di un milione di miliardi di miliardi di volte l'età attuale dell'universo)
A scale temporali ancora più lunghe (fino a 10 ^ 100 anni) i buchi neri possono evaporare attraverso la radiazione di Hawking. Non molto eccitante fino agli ultimi istanti.
Dopo di che ci sono alcune teorie quantistiche esotiche, ma praticamente non succede nient'altro da nessuna parte.
Tutto ciò presuppone che ipotesi come il big rip o il big crunch siano false (come sembra probabile). Ciò significa che l'universo non si separerà dall'energia oscura fino al livello atomico, né alla fine collasserà di nuovo a causa della gravità.
Diversi miliardi di anni dopo l'inizio della sua vita, una stella morirà. Il modo in cui la stella muore, tuttavia, dipende dal tipo di stella che è.
Stelle come il sole
Quando il nucleo esaurisce l'idrogeno, si contrarrà sotto il peso della gravità. Tuttavia, negli strati superiori si verificherà una certa fusione dell'idrogeno. Mentre il nucleo si contrae, si riscalda. Questo riscalda gli strati superiori, facendoli espandere. Man mano che gli strati esterni si espandono, il raggio della stella aumenterà e diventerà una gigante rossa. Il raggio del sole gigante rosso sarà appena oltre l'orbita terrestre. Ad un certo punto, il nucleo diventerà abbastanza caldo da far fondere l'elio in carbonio. Quando l'elio si esaurisce, il nucleo si espanderà e si raffredderà. Gli strati superiori si espanderanno ed espelleranno materiale che si raccoglierà attorno alla stella morente per formare una nebulosa planetaria. Infine, il nucleo si raffredderà in una nana bianca e poi infine in una nana nera. L'intero processo richiederà alcuni miliardi di anni.
Stelle più massicce del sole
Quando il nucleo esaurisce l'idrogeno, queste stelle fondono l'elio in carbonio proprio come il Sole. Tuttavia, dopo che l'elio è sparito, la loro massa è sufficiente per fondere il carbonio in elementi più pesanti come ossigeno, neon, silicio, magnesio, zolfo e ferro. Una volta che il nucleo si è trasformato in ferro, non può più bruciare. La stella collassa per la sua stessa gravità e il nucleo di ferro si riscalda. Il nucleo diventa così compatto che protoni ed elettroni si fondono per formare neutroni. In meno di un secondo, il nucleo di ferro, che ha all'incirca le dimensioni della Terra, si riduce a un nucleo di neutroni con un raggio di circa 6 miglia (10 chilometri). Gli strati esterni della stella cadono verso l'interno sul nucleo di neutroni, schiacciandolo ulteriormente. Il nucleo si riscalda a miliardi di gradi ed esplode (supernova), rilasciando così grandi quantità di energia e materia nello spazio. L'onda d'urto della supernova può dare inizio alla formazione stellare in altre nubi interstellari. I resti del nucleo possono formare una stella di neutroni o un buco nero a seconda della massa della stella originaria.
Fonte: howstuffworks.com