Come nascono le stelle
Le
stelle si formano dalla condensazione del gas e della polvere presenti
nelle nubi interstellari, gli agglomerati di materia esistenti nello spazio.
In presenza di fluttuazioni di densità (causate dalla compressione
di materia diffusa a opera delle onde di densità nel disco galattico
oppure dall’espansione dei residui delle supernovae), la condensazione
avviene se la nube possiede una massa minima per cui le forze gravitazionali
prevalgono sulla pressione interna della nube che si oppone alla contrazione
(derivante per esempio dall’agitazione termica, dai moti turbolenti,dalla
presenza di campi magnetici). La condensazione ha luogo nelle nubi interstellari
grandi, dense e fredde: calcoli teorici stabiliscono un valore critico
per la massa della nube (detto 'massa di Jeans') oltre il quale può
avvenire la contrazione. Questo valore dipende soprattutto dalla temperatura
e dalla densità della nube e in condizioni tipiche vale circa una
massa solare.
Dapprima si ha la frammentazione delle nubi, poi la contrazione gravitazionale
dei frammenti: le regioni un po’ più dense attraggono materia
dalle altre e crescendo catturano sempre più materia. L’avvenire
o meno di una contrazione di una certa nube dipende anche dalla temperatura
del gas presente in essa e dalla sua densità centrale: quanto più
bassa è la temperatura e quanto più alta la densità,
tanto minore è la quantità di massa necessaria perché
possa avvenire un processo di contrazione. La configurazione che prende
luogo consiste di un nucleo centrale protostellare che attrae gravitazionalmente
materia diffusa dalle regioni esterne, ma espelle anche materia attraverso
potenti getti. Con il procedere della contrazione, la temperatura centrale
cresce sempre più, fino a raggiungere qualche milione di gradi,
sufficienti per innescare le reazioni termonucleari e far brillare la
stella. La produzione di energia nucleare (a partire dalla fusione del
deuterio nelle stelle giovani, e poi dell'idrogeno nelle stelle in piena
maturità) genera una pressione interna in grado di controbilanciare
la forza gravitazionale che tende a far collassare la stella, garantendo
una configurazione di equilibrio. Questa configurazione si manterrà
fino a che la stella non avrà esaurito il combustibile interno;
al quel punto sono possibili diversi scenari evolutivi, che dipendono
soprattutto dalla massa della stella.
Poiché la nube interstellare è soggetta a un movimento di
rotazione (dovuto ai moti turbolenti del gas e alla rotazione galattica),
durante il collasso gravitazionale la materia non cade direttamente sulla
stella nascente, ma, per la conservazione del momento angolare si muove
lungo un disco di accrescimento circumstellare che si estende per miliardi
di chilometri. Il materiale del disco perde poi energia a causa di instabilità
interne e fenomeni dissipativi e finisce per precipitare con un movimento
a spirale sul corpo centrale. Il processo di formazione stellare è
totalmente oscurato dalla polvere che circonda il nucleo centrale, che
assorbe la radiazione ottica, ma non quella infrarossa, per cui soltamto
con osservazioni effettuate in infrarosso è possibile indagare
il fenomeno.
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