Il nostro Sole può apparire come un bagliore infinito di gas caldo, ma il suo destino è finito. Anche se l'eventuale morte della stella può sembrare triste per la vita sulla Terra, la scienza ha scoperto un finale mozzafiato:il Sole si trasformerà in un cristallo colossale.
L’energia del Sole proviene dalla fusione nucleare. Nel suo nucleo, la gravità costringe insieme gli atomi di idrogeno, trasformandoli in elio e rilasciando grandi quantità di energia. Questa fusione mantiene il nucleo stabile a circa 15 milioni di Kelvin e fornisce la luce e il calore che sostengono la vita sulla Terra. Questa fase di combustione dell’idrogeno, nota come sequenza principale, rappresenta circa il 90% della durata della vita del Sole, pari a 10 miliardi di anni. Attualmente siamo a circa 4,5 miliardi di anni da quel periodo, più o meno a metà della sua vita.
Quando l’idrogeno del nucleo si esaurisce, il Sole non può più sostenere la pressione verso l’esterno che bilancia la gravità. Il nucleo collassa, la sua temperatura aumenta di dieci volte e il nucleo del Sole inizia a fondere l’elio. Si prevede che questo “flash dell’elio” avverrà tra circa 5 miliardi di anni, producendo carbonio e ossigeno e ripristinando temporaneamente l’equilibrio. La successiva fusione di elementi più pesanti gonfierà il Sole fino a trasformarlo in una gigante rossa, probabilmente inghiottendo la Terra, che perderà i suoi strati esterni per formare una bellissima nebulosa planetaria.
Ciò che rimane è un nucleo denso e caldo, una nana bianca, che brillerà per miliardi di anni prima di raffreddarsi e svanire. Recenti osservazioni della missione Gaia dell'Agenzia spaziale europea hanno rivelato un segreto sorprendente nascosto all'interno di queste braci stellari.
Dopo che si è formata, una nana bianca irradia il calore immagazzinato nel suo nucleo. Nel corso del tempo, si raffredda fino al punto in cui il carbonio e l’ossigeno al suo interno subiscono una transizione di fase, proprio come il congelamento dell’acqua, ma a temperature e pressioni molto più estreme. Il risultato è un cristallo gigante:un reticolo sferico di nuclei di ossigeno circondato da un mantello ricco di carbonio.
Secondo il ricercatore capo Pier‑Emmanuel Tremblay dell’Università di Warwick, tutte le nane bianche prima o poi cristallizzano, mentre quelle più massicce lo fanno prima. Egli stima che il Sole diventerà una nana bianca cristallina tra circa 10 miliardi di anni.
Il team di Tremblay ha analizzato i dati di Gaia per 15.000 nane bianche entro 300 anni luce. Hanno identificato un “accumulo” di stelle con colori e luminosità specifici, segni del processo di cristallizzazione. Questa transizione rallenta temporaneamente il raffreddamento, allungando la durata della vita di alcune nane bianche fino a 2 miliardi di anni. Lo studio fornisce la prima prova diretta della cristallizzazione stellare, confermando una previsione fatta mezzo secolo fa.
Le nane bianche cristallizzate non sono semplicemente curiosità astronomiche; la loro struttura quantistica – un nucleo metallico di ossigeno con un guscio ricco di carbonio – crea condizioni che non possono essere replicate in nessun laboratorio sulla Terra. Ogni cristallo si aggiunge alla crescente collezione di resti simili a diamanti della galassia.
Il Sole si evolverà in una nana bianca tra circa 10 miliardi di anni, una volta esaurito l'idrogeno nel suo nucleo.
