Cosa rende una stella una super-rossa?

I supergiganti rossi sono tra le più grandi stelle nel cielo. Non iniziano in questo modo, ma con l'avanzare dell'età di diversi tipi di stelle, subiscono cambiamenti che le rendono grandi ... e rosse. Fa tutto parte della vita e della morte delle stelle. 

Definire Supergiants rossi 

Quando gli astronomi osservano le stelle più grandi (in volume) dell'universo, vedono moltissime supergiganti rosse. Tuttavia, questi colossi non sono necessariamente - e quasi mai lo sono - le più grandi stelle di massa. Si scopre che sono una fase avanzata dell'esistenza di una stella e non sempre svaniscono silenziosamente. 

Creazione di un Supergiant rosso

Come si formano i supergiganti rossi? Per capire cosa sono, è importante sapere come le stelle cambiano nel tempo. Le stelle attraversano passaggi specifici per tutta la vita. I cambiamenti che subiscono sono chiamati "evoluzione stellare". Inizia con la formazione stellare e il giovane cappuccio stellare. Dopo che sono nati in una nuvola di gas e polvere, e poi hanno acceso la fusione dell'idrogeno nei loro nuclei, le stelle abitualmente vivono su qualcosa che gli astronomi chiamano "sequenza principale". Durante questo periodo, sono in equilibrio idrostatico. Ciò significa che la fusione nucleare nei loro nuclei (dove fondono l'idrogeno per creare elio) fornisce energia e pressione sufficienti per evitare che il peso dei loro strati esterni collassi verso l'interno.

Quando le stelle massicce diventano super-rosse

Una stella di grande massa (molte volte più massiccia del Sole) attraversa un processo simile, ma leggermente diverso. Cambia più drasticamente dei suoi fratelli simili al sole e diventa un supergigante rosso. A causa della sua massa più elevata, quando il nucleo collassa dopo la fase di combustione dell'idrogeno, la temperatura rapidamente aumentata porta alla fusione dell'elio molto rapidamente. Il tasso di fusione dell'elio va in overdrive e questo destabilizza la stella.

Un'enorme quantità di energia spinge verso l'esterno gli strati esterni della stella e si trasforma in un supergigante rosso. In questa fase, la forza gravitazionale della stella viene nuovamente bilanciata dall'immensa pressione di radiazione esterna causata dall'intensa fusione di elio che si svolge nel nucleo.

La stella che si trasforma in un supergigante rosso lo fa a un costo. Perde una grande percentuale della sua massa nello spazio. Di conseguenza, mentre i supergiganti rossi sono considerati le più grandi stelle dell'universo, non sono i più massicci perché perdono massa mentre invecchiano, anche se si espandono verso l'esterno.

Proprietà dei supergeneri rossi

I supergiganti rossi sembrano rossi a causa delle loro basse temperature superficiali. Si va da circa 3.500 a 4.500 Kelvin. Secondo la legge di Wien, il colore a cui una stella si irradia più fortemente è direttamente correlato alla sua temperatura superficiale. Quindi, mentre i loro nuclei sono estremamente caldi, l'energia si diffonde all'interno e sulla superficie della stella e maggiore è la superficie, più velocemente può raffreddarsi. Un buon esempio di supergigante rosso è la stella Betelgeuse, nella costellazione di Orione.

La maggior parte delle stelle di questo tipo hanno tra le 200 e le 800 volte il raggio del nostro Sole. Le stelle più grandi della nostra galassia, tutte supergiganti rosse, sono circa 1.500 volte più grandi della nostra stella di casa. A causa della loro immensa dimensione e massa, queste stelle richiedono un'incredibile quantità di energia per sostenerle e prevenire il collasso gravitazionale. Di conseguenza, bruciano molto rapidamente il loro combustibile nucleare e la maggior parte vive solo poche decine di milioni di anni (la loro età dipende dalla loro massa effettiva).

Altri tipi di supergiganti

Mentre i supergiganti rossi sono i più grandi tipi di stelle, ci sono altri tipi di stelle supergiganti. In effetti, è comune per le stelle di massa elevata, una volta che il loro processo di fusione supera l'idrogeno, che oscillano avanti e indietro tra le diverse forme di supergiganti. Soprattutto diventando supergiganti gialli sulla strada per diventare supergiganti blu e viceversa.

ipergiganti

Le più grandi stelle di supergiganti sono conosciute come ipergiganti. Tuttavia, queste stelle hanno una definizione molto ampia, di solito sono solo stelle supergiganti rosse (o talvolta blu) che sono il più alto ordine: il più massiccio e il più grande.

La morte di una stella rossa supergigante

Una stella di massa molto alta oscillerà tra diversi stadi supergiganti mentre fonde elementi sempre più pesanti nel suo nucleo. Alla fine, esaurirà tutto il suo combustibile nucleare che gestisce la stella. Quando ciò accade, la gravità vince. A quel punto, il nucleo è principalmente ferro (che impiega più energia per fondersi rispetto alla stella) e il nucleo non può più sostenere la pressione della radiazione esterna e inizia a collassare.

La successiva cascata di eventi porta, eventualmente, a un evento di supernova di tipo II. Lasciato alle spalle sarà il nucleo della stella, essendo stato compresso a causa dell'immensa pressione gravitazionale in una stella di neutroni; o nei casi delle stelle più massicce, viene creato un buco nero.

Come si evolvono le stelle di tipo solare

Le persone vogliono sempre sapere se il Sole diventerà un supergigante rosso. Per le stelle delle dimensioni del Sole (o più piccole), la risposta è no. Passano attraverso una fase gigante rossa, e sembra abbastanza familiare. Quando iniziano a rimanere a corto di idrogeno, i loro nuclei iniziano a collassare. Ciò aumenta un po 'la temperatura interna, il che significa che c'è più energia generata per sfuggire al nucleo. Questo processo spinge la parte esterna della stella verso l'esterno, formando un gigante rosso. A quel punto, si dice che una stella si sia mossa dalla sequenza principale. 

La stella soffoca insieme al nucleo diventando sempre più caldo, e alla fine, inizia a fondere l'elio in carbonio e ossigeno. Durante tutto questo tempo, la stella perde massa. Sbuffa strati della sua atmosfera esterna in nuvole che circondano la stella. Alla fine, ciò che resta della stella si restringe per diventare una nana bianca che si sta lentamente raffreddando. La nuvola di materiale che la circonda è una cosiddetta "nebulosa planetaria" e si dissipa gradualmente. Questa è una "morte" molto più delicata delle massicce stelle discusse sopra l'esperienza quando esplodono come supernovae. 

A cura di Carolyn Collins Petersen.