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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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