La morte del sole e la fine del mondo

Il Sole è la fonte di quasi tutta la nostra energia. Illumina il nostro pianeta, ci dà la vita, permette alle piante di crescere e al mondo di esistere. Ma un giorno farà esplodere la Terra. Al momento ci troviamo in una fase intermedia della vita del Sole, il calore da lui irraggiato mantiene gli oceani liquidi e la quantità di radiazioni è perfetta per garantire la sopravvivenza di piante e animali. Tuttavia, tra cinque miliardi di anni il Sole inizierà a ingrossarsi e a riscaldarsi. Espellerà materia, inghiottirà Mercurio e Venere e causerà danni incalcolabili mentre si preparerà a morire. La Terra assisterà in prima fila alla catastrofe e, molto tempo dopo la scomparsa delle forme di vita, i suoi resti prenderanno direttamente parte allo spettacolo.

Le stelle hanno un ciclo di vita e anche il Sole nasce, ha una vita e poi muore. Prima che si formasse il Sole, c’era una vasta nube di polvere e gas in continuo movimento. Nell’arco di milioni di anni gli atomi di idrogeno si sono avvicinati di più per effetto della forza di gravità e la nube si è scaldata. Quando ha raggiunto i 10 milioni di Kelvin, l’idrogeno ha cominciato a fondersi e la stella a brillare. Il nostro Sole ha iniziato la sua vita fondendo idrogeno, e così trascorrerà il 90% della sua esistenza. Al momento è circa a metà dei dieci miliardi di anni che costituiscono la durata della vita di una stella delle sue dimensioni.

Tra cinque miliardi di anni l’idrogeno si esaurirà, perché tutto il nucleo si sarà fuso e trasformato in elio. A quel punto il nucleo non sarà più in grado di alimentare la stella e il Sole inizierà a collassare. Rimpicciolendosi, si riscalderà via via di più, e alla fine l’involucro che lo circonda risulterà tanto caldo da fondere gli atomi di idrogeno contenuti al suo interno. Questo processo farà sì che gli strati esterni del Sole si espanderanno nell’ordine di decine di volte rispetto al diametro attuale. Dato che in tale fase la superficie sarà molto lontana dalla fonte d’energia, si raffredderà fino a circa 3500 Kelvin, più o meno la metà della temperatura attuale della stella, e diventerà rossa. Nel frattempo il nucleo di elio continuerà a contrarsi e quando raggiungerà i 100 milioni di Kelvin, gli atomi inizieranno a fondersi, trasformandosi in carbonio e ossigeno. La superficie esterna della stella si scalderà di nuovo e brillerà di luce bianca e blu. Una volta esaurito l’elio, con un nucleo interamente composto da carbonio e ossigeno, la stella riprenderà a contrarsi e a scaldarsi. L’involucro di elio all’esterno del nucleo si fonderà e la stella si espanderà di nuovo nell’ordine di centinaia di volte rispetto al diametro attuale.

Le stelle hanno vite diverse a seconda della massa iniziale. Le stelle più grandi sono più brillanti, hanno vita più breve e collassano trasformandosi in buchi neri. Le stelle più piccole, come il nostro Sole, diventano infine piccole nane bianche superdense. Ma una stella che abbia inizialmente le dimensioni del Sole non diventerà mai abbastanza calda a livello del nucleo da iniziare a fondere atomi di carbonio o di ossigeno. I suoi strati esterni si raffredderanno invece, raggiungendo temperature a cui gli elettroni si legano ai nuclei atomici liberi formando atomi neutri. Lo strato esterno della stella continua a espandersi nello spazio per centomila anni e contiene le materie prime che formeranno i futuri pianeti, tra cui carbonio, ossigeno, neon, zolfo, sodio, argon e cloro.

I resti delle stelle di massa bassa, detti nebulose planetarie, sono tra gli oggetti più belli visibili nello spazio, dato che il nucleo caldo illumina le nubi di gas circostanti, producendo colori fluorescenti vivi contro lo sfondo nero dello spazio. Gli scienziati sono stati dunque indotti a dar loro un nome: Occhio di gatto, Stelle marine gemelle, Palla di neve blu, Eschimese, Formica. Sono inoltre i soggetti più noti ripresi dai telescopi in orbita. Il nucleo della stella si contrae per qualche migliaio d’anni ancora, finché gli elettroni degenerano e non possono più essere ulteriormente compressi. In questa fase la superficie ha una temperatura di circa 10000 Kelvin e la stella si trasforma in una nana bianca: contiene più della metà della massa solare compressa in una sfera calda (1 milione di Kelvin) grande quanto la Terra. Un cucchiaino da tè di questo corpo peserebbe una tonnellata sul nostro pianeta.

Lentamente, nel corso di miliardi di anni, la nana bianca perde energia e si raffredda ulteriormente. Dopo aver cessato di brillare, del Sole resterebbe solo una piccola massa chiamata nana nera. Ovviamente legata a filo doppio con la storia finale del Sole c’è quella del nostro pianeta e ovviamente la nostra. Anche se la Terra resistesse alla sua prima espansione, non c’è praticamente alcuna possibilità che le forme viventi sopravvivano. Se qualcuna riuscisse a farlo, si ritroverebbe in un mondo freddo, buio, impoverito e senza acqua. Non potrebbe durare a lungo.

Quando il Sole arriverà al termine della sua vita, si espanderà fino a raggiungere le dimensioni dell’orbita attuale della Terra. Mercurio e Venere bruceranno come due gigantesche meteore. La Terra sfuggirà a questa sorte perché il Sole avrà perso parte della sua materia e della sua gravità, il che consentirà al nostro pianeta di spostarsi su un’orbita nuova, più ampia. I resti carbonizzati di Mercurio e di Venere finiranno per orbitare attorno al Sole all’interno della gigante rossa. Sulla Terra, ammesso che l’uomo sopravviva, albe e tramonti dureranno ore e a mezzogiorno il Sole gigante rosso occuperà metà del cielo. Gli oceani, insieme all’atmosfera, verranno annientati dal calore. In questo quadro da Apocalisse la Terra assisterebbe dall’interno alla formazione, milioni di anni dopo la gigante rossa, di una nebulosa planetaria.

Alla fine il Sole ridurrà al suo nucleo, che si trasformerà rapidamente in una nana bianca. Illuminati da questo puntino rovente di colore blu, gli oggetti sulla Terra getteranno ombre nitide, nere come la pece; alba e tramonto avverranno in un batter d’occhio. Le rocce esposte si trasformeranno in plasma mentre le radiazioni ultraviolette della nana distruggeranno tutti i legami molecolari, avvolgendo la superficie in una strana nebbia iridescente. Perdendo energia, la nana diventerà fredda e scura. Il nostro mondo, dunque, finirà prima per opera del fuoco e poi del ghiaccio.

Nicola Sparvieri

Foto © Blitz Quotidiano