Di Drew Lichtenstein • Aggiornato il 24 marzo 2022
Le stelle con masse che vanno da circa la metà della massa del Sole a circa dieci volte quella dimensione seguono un percorso evolutivo prevedibile. Sia le giganti rosse che le nane bianche rappresentano gli esiti in fase avanzata per queste stelle, offrendo una conclusione più tranquilla rispetto alla morte esplosiva dei soli più massicci.
Prima che una stella possa trasformarsi in una gigante rossa o una nana bianca, deve esaurire la maggior parte dell’idrogeno presente nel suo nucleo. La fusione dell’idrogeno, che unisce quattro nuclei di idrogeno in un nucleo di elio, determina la luminosità della stella. Più una stella è massiccia, più velocemente consuma idrogeno; il Sole, ad esempio, ha già speso circa 5 miliardi dei suoi 10 miliardi di anni di vita stimati per bruciare idrogeno (NASA ).
Una volta esaurito l’idrogeno nel nucleo, la stella innesca la fusione dell’elio, creando elementi più pesanti come carbonio e ossigeno. Questa nuova fonte di energia fa gonfiare notevolmente l’involucro esterno mentre il nucleo si contrae e si riscalda. Gli strati esterni espansi si raffreddano e spostano il colore della stella verso l’estremità rossa dello spettro, dando origine alla designazione di “gigante rossa”. Alla fine, il materiale esterno viene disperso nello spazio, formando una nebulosa planetaria che semina le future generazioni di stelle.
Dopo che l’involucro nebulare si è dissipato, rimane solo un nucleo denso, grande quanto la Terra:una nana bianca. Mancando di massa sufficiente per innescare la fusione del carbonio, il nucleo diventa inerte, ma trattiene un immenso calore, emettendo un bagliore bianco brillante. Nel corso di miliardi di anni si raffredderà e svanirà, fino a diventare una nana nera (teorica, poiché questa fase non è stata ancora osservata).
Le stelle che superano circa dieci masse solari saltano la fase di nana bianca. I loro nuclei continuano a fondere gli elementi più pesanti finché non si accumula il ferro, a quel punto la fusione non può più rilasciare energia. Il nucleo collassa, innescando un'esplosione di supernova che disperde elementi pesanti in tutta la galassia. A seconda della massa residua, il nucleo può collassare ulteriormente in una stella di neutroni o in un buco nero, quest'ultimo dotato di gravità così intensa che nemmeno la luce può sfuggire.
