Perché le stelle brillano?

Che cosa accende una stella?

Una stella è un'enorme palla di gas, soprattutto idrogeno, tenuta insieme dalla propria gravità. Il peso di tutto quel gas schiaccia il centro, che diventa caldissimo e densissimo. Nel nucleo del Sole la temperatura è di circa 15 milioni di gradi.

A quella temperatura i nuclei di idrogeno si scontrano così forte da unirsi, formando elio. È la fusione nucleare. Il bilancio però non torna perfetto: l'elio che si forma pesa un pochino meno dell'idrogeno di partenza, e quella piccola differenza di massa si trasforma in energia, secondo la famosa formula di Einstein E = mc².

Per avere un'idea delle quantità: il Sole trasforma in elio circa 600 milioni di tonnellate di idrogeno ogni secondo, e circa 4 milioni di tonnellate di materia spariscono, diventando energia. Eppure il Sole è così grande che ha carburante per miliardi di anni.

Perché la stella non esplode e non si spegne?

Qui c'è un equilibrio che a un ingegnere piace molto. La gravità spinge tutto il gas verso il centro, come se la stella volesse collassare su se stessa. L'energia prodotta nel nucleo, invece, scalda il gas e lo spinge verso l'esterno.

Le due forze si bilanciano, un po' come un pallone gonfio: l'aria dentro spinge in fuori, la gomma tira in dentro, e il pallone resta della stessa misura. Se la fusione rallenta, la gravità stringe, il nucleo si scalda di più e la fusione riparte. È un termostato naturale che tiene accesa la stella per tutta la sua vita.

Lo stesso equilibrio spiega perché le stelle non sono tutte uguali. Più una stella ha massa, più la gravità schiaccia il nucleo e più la fusione corre veloce: le stelle grandi brillano di più, ma consumano il carburante molto prima. Quelle piccole, invece, lo usano con calma e durano molto più a lungo del Sole.

Quanto ci mette la luce a uscire?

La luce nata nel nucleo non esce subito. Il Sole è così denso che ogni particella di luce, il fotone, viene assorbita e riemessa di continuo dagli atomi, cambiando direzione ogni volta. È come provare ad attraversare una piazza piena di gente a un concerto: fai un passo, urti qualcuno, vai da un'altra parte.

Secondo una stima della NASA, servono circa 40.000 anni perché l'energia arrivi dal nucleo alla superficie. Poi, una volta libera, la luce percorre i circa 150 milioni di chilometri che ci separano dal Sole in poco più di 8 minuti. La luce che ti scalda oggi ha cominciato il suo viaggio dentro il Sole molto prima che l'uomo inventasse l'agricoltura.

Perché le stelle hanno colori diversi?

Guarda bene il cielo d'inverno: nella costellazione di Orione, Betelgeuse è arancione-rossa, mentre Rigel è bianco-azzurra. Il colore di una stella dipende dalla temperatura della sua superficie.

È lo stesso principio di un ferro messo sul fuoco: prima diventa rosso scuro, poi arancione, poi quasi bianco man mano che si scalda. Le stelle rosse sono le più fredde, intorno ai 3.000 gradi. Il Sole, giallo-bianco, ha una superficie di circa 5.500 gradi. Le stelle azzurre sono le più calde e superano i 20.000 gradi.

Quindi, al contrario di come siamo abituati in casa, dove il rosso indica l'acqua calda e il blu quella fredda, in cielo il blu è caldissimo e il rosso è più fresco.

Perché le stelle tremolano e i pianeti no?

Prima di arrivare ai nostri occhi, la luce di una stella attraversa l'atmosfera, che è piena di bolle d'aria a temperature diverse in continuo movimento. Ogni bolla devia un po' la luce, e così la stella sembra cambiare luminosità e posizione di continuo. Gli astronomi chiamano questo effetto scintillazione.

Le stelle sono così lontane che ci appaiono come punti: basta una piccola deviazione per farle tremolare. La più vicina dopo il Sole, Proxima Centauri, è a circa 4,2 anni luce ed è troppo debole per vederla a occhio nudo. Per capire quanto è lontana, facciamo un modellino. Se il Sole fosse una biglia di un centimetro, Proxima Centauri sarebbe un'altra biglia a quasi 300 chilometri di distanza, con il vuoto in mezzo. E la sua luce che arriva stanotte in un telescopio è partita più di quattro anni fa: guardare le stelle significa sempre guardare nel passato.

I pianeti invece sono più vicini e appaiono come minuscoli dischetti: le deviazioni delle varie parti del disco si compensano, e la loro luce resta più ferma. È un trucco utile: se un puntino luminoso non tremola, probabilmente è un pianeta.

La Luna invece non brilla di luce propria: riflette quella del Sole, come i pianeti. Se ti incuriosisce, leggi perché vediamo sempre la stessa faccia della Luna.