Supernove
Sappiamo bene che, come qualsiasi altra fonte di luce, una stella splende perchè brucia energia. Questa deriva dalla lenta conversione di idrogeno in elementi più pesanti attraverso una catena di reazioni termonucleari con cui lo 0.7% circa della massa totale della stella viene convertito in energia secondo la famosa E=mc2 di Einstein. La conversione si ferma quando viene sintetizzato il ferro: questo infatti in un'eventuale ulteriore fusione nucleare non sarebbe in grado di produrre l'energia atta a sostenere la pressione gravitazionale della stella: anzi, ne assorbirebbe dell'altra. E, quindi, possiamo considerare il ferro come un materiale inerte, diciamo così, incombustibile. Quando una stella massiva ha accumulato abbastanza ferro nel suo nucleo, dunque, le reazioni termonucleari si interrompono e inizia il collasso. Questo procede dapprima molto lentamente innalzando gradualmente la temperatura. Oltre un certo limite, diventa possibile la conversione della coppia protone-elettrone in una neutrone-neutrino. I neutrini appena prodotti lasciano la stella portando via energia: il collasso viene ulteriormente accelerato e la temperatura sale oltre il limite in cui il ferro comincia a decomporsi assorbendo ulteriormente energia dal nucleo centrale della stella. L'effetto finale di questi processi è la conversione quasi totale degli elettroni e dei protoni in neutroni e neutrini. In pochi secondi il nucleo centrale collassa in una configurazione estremamente densa (stella a neutroni o pulsar) in cui la densità raggiunge financo 10.000 miliardi di volte quella dell'acqua. Un cucchiaio di questa materia ultradensa contiene tutto il materiale di una montagna. A seconda della massa della stella l'implosione si ferma allo stadio di stella di neutroni, oppure procede verso quello di buco nero. Se si forma una pulsar, l'energia dell'implosione viene trasmessa, alla velocità della luce, al mantello esterno, che non ha praticamente ancora iniziato la caduta verso il centro (non sono trascorsi che pochi secondi). Questo mantello viene riscaldato ad una temperatura di miliardi di gradi e scagliato via da una spaventosa pressione di radiazione alla velocità di migliaia di chilometri al secondo. Un osservatore esterno vedrebbe la stella trasformarsi, pressocchè istantaneamente, in un globo infuocato che si espande rapidissimamente, tutto cancellando sul suo cammino. Esiste un unico modello di supernova? certamente no, ne conosciamo di almeno due tipi. Quelle dette di tipo I sono le più luminose, e sono estremamente regolari nel loro comportamento. La loro frequenza media sembra essere di una ogni 450 anni. La supernova all'origine della Crab nebula fu certamente di questo tipo. Le supernovae di tipo II sono meno rigide nel comportamento, la loro fluttuazione non è altrettanto tipica, e il loro massimo splendore è assai inferiore a quello delle supernovae di tipo I. La loro frequenza sarebbe di circa una ogni 50 anni. E' possibile che il Sole decida di finire la propria vita in gloria come supernova cancellandoci dall'universo? Si tratta di un'eventualità molto improbabile. Occorre infatti una stella di grande massa per giungere a sintetizzare il ferro e produrre le intense forze gravitazionali necessarie per il collasso. Se tuttavia una stella così vicina come Sirio esplodesse come supernova ne risentiremmo indubbiamente un effetto negativo. L'esplosione inietterebbe nello spazio una grande quantità di raggi cosmici e provocherebbe intensi disturbi radio. Inoltre la supernova illuminerebbe a giorno le nostre notti provocando anche sconquassi ecologici. Lo spettacolo sarebbe avvincente ma devastante. Già qualche anno fa W. H. Tucker aveva calcolato che una supernova distante 60 anni luce, con una forte emissione di energia sotto forma di raggi X e gamma, avrebbe danneggiato la fascia di ozono nella stratosfera terrestre e provocato conseguenze letali. Queste previsioni sono tuttora controverse, ma c'è dell'altro. Nell'intera Galassia esplode in media una supernova ogni trecento anni, e gli astronomi sono continuamente all'erta nella speranza di osservare oggetti del genere durante lo stadio iniziale, il più interessante. Ma non è difficile scoprire delle supernove nelle galassie vicine: su scala cosmica, non si tratta di un evento così raro. Esistono prove secondo cui parte del materiale di cui è fatto il sistema solare proviene da un'antichissima esplosione di supernova. Si pensa che le regioni esterne della stella, quando vengono proiettate via ad altissima velocità, agiscano come una "scopa cosmica" spingendo davanti a sè tutti i detriti (polveri e gas interstellare) che incontrano sul loro cammino. A volte questo materiale si concentra, sotto le onde d'urto di altre esplosioni, fino al punto in cui diventa gravitazionalmente instabile e si condensa in nuove stelle. Pare che il nostro Sole sia nato così. Si assiste dunque ad un continuo riciclaggio tra stelle e materiale interstellare che viene costantemente arricchito e smosso dalle supernovae. Ma della formazione del sistema solare parleremo, più diffusamente, in un'altra occasione.
