5 fasi importanti del sole: fatti che devi sapere

L'universo ospita miliardi di sistemi planetari. Il nostro sistema planetario è stabilito intorno alla stella "Sole" formatasi circa 4.5 miliardi di anni fa. Il sistema solare, situato nella regione esterna del disco a spirale della Via Lattea, ha attraversato vari stadi del Sole per formare quello che è oggi.

La nascita del sole:

La nascita del Sole, segna una delle prime fasi del Sole. La Teoria Nebulare suggerisce che il Sistema Solare che comprende il Sole e tutti i pianeti sia iniziato come un'enorme nuvola di polvere molecolare e gas (nella nebulosa solare). Circa 4.57 miliardi di anni fa, questa nube gigante è crollata. La ragione di ciò potrebbe essere le onde d'urto di una supernova o di una stella che passa con conseguente collasso gravitazionale.

Questo crollo ha causato una raccolta di sacche di gas e polvere in regioni più dense. Con questo, sempre più polvere, gas e materia sono stati attirati nelle regioni più dense e hanno iniziato a ruotare per soddisfare il conservazione della quantità di moto. La rotazione ha aumentato la pressione e catalizzato la generazione di calore. La maggior parte della massa si è accumulata insieme, formando una palla massiccia al centro mentre la materia residua gli girava intorno come un disco appiattito.

La gigantesca sfera di materia al centro della nebulosa solare alla fine portò alla formazione del Sole, mentre il disco piatto di materia in cerchio formò i pianeti, le lune, la cintura di asteroidi, ecc. Per circa 100,000 anni, il Sole fu un protostella; poi la pressione e la temperatura all'interno della palla aumentarono per innescare la fusione al suo interno.

Inizialmente, il Sole era una stella T Tauri, cioè una stella violentemente dinamica che emetteva un potente vento solare. Il Sole ha impiegato alcuni milioni di anni per stabilizzarsi nella sua forma attuale. Qui è iniziato il ciclo vitale e le varie fasi del Sole.

ciclo di vita stellare
Ciclo vitale stellare (fasi del sole) RN BaileyGrafico del ciclo di vita delle stelleCC BY 4.0

La sequenza principale:

Simile alla maggior parte delle stelle, il Sole sta attualmente sperimentando le sequenze principali dello stadio della sua durata di vita e nel corso della sequenza principale, le reazioni di fusione nucleare (fusione dell'idrogeno in elio) si verificano vigorosamente nel nucleo della stella. Circa 600 milioni di tonnellate di materia vengono trasformate in radiazioni solari, neutrini e 4 x 1027 W di energia al secondo. Il Sole genera energia tramite questo processo da 4.57 miliardi di anni.

Come ogni altro processo, anche questo ha una data di scadenza. La quantità di idrogeno gassoso nel nucleo del Sole è limitata e quindi non può alimentare il processo per sempre. Ad oggi, il Sole ha convertito circa 100 volte la massa della Terra in elio e radiazioni solari. Mentre questo processo continua, più idrogeno viene trasformato in elio con conseguente contrazione continua del nucleo del Sole. Ciò consente agli strati esterni del Sole di aumentare la loro vicinanza al centro e affrontare un'intensa attrazione gravitazionale.

All'aumentare della vicinanza degli strati esterni, viene applicata una maggiore pressione al nucleo, che viene respinto da un successivo aumento della velocità di fusione. Essenzialmente, questo si riferisce al fatto che il tasso di fusione accelera e l'emissione di luce termica del Sole aumenta man mano che il Sole consuma idrogeni e questo processo si traduce in un aumento dell'100% della luminosità e della capacità di produzione di calore del Sole ogni 30 milioni di anni e un aumento del 4.57% rispetto agli ultimi XNUMX miliardi di anni.

A circa 1.1 miliardi di anni da oggi, il Sole sarà probabilmente il 10% più luminoso e più caldo rispetto ai giorni nostri. Questo è simile al riscaldamento incontrollato di Venere che ha trasformato il pianeta in un ambiente infernale.

Dopo 3.5 miliardi di anni, il Sole diventerebbe il 40% più luminoso e più caldo di quanto non sia attualmente. Questa intensificazione del calore e della luce farebbe bollire gli oceani, scioglierebbe le calotte glaciali in modo permanente e rilascerebbe tutto il vapore acqueo nell'atmosfera nello spazio. In questi stati ambientali, la vita sulla Terra come la conosciamo cesserebbe di sopravvivere. Questo trasformerebbe la nostra Terra in un corpo caldo e secco come Venere. La sequenza principale è una delle fasi più vitali del Sole.

Esaurimento da idrogeno centrale:

La regola universale "Una cosa che inizia deve finire"; vale per tutto, anche per il sistema solare. Tuttavia, eliminare qualcosa di enorme come un sistema planetario richiede centinaia di miliardi di anni. È improbabile che la fine del Sole avvenga in un prossimo futuro. Ma in un lontano futuro, il Sole brucerebbe tutto il suo combustibile a idrogeno e gradualmente strisciare verso la morte. Poiché il Sole esiste nella sequenza principale circa 5.4 miliardi di anni dopo, inizia una delle ultime fasi del Sole.

Una volta che l'idrogeno presente nel nucleo del Sole è esaurito, la cenere di elio inerte che vi si forma sarà instabile e si deteriorerà sotto l'influenza del suo peso. A causa di ciò, il nucleo si surriscalderebbe e diventerebbe più denso, con conseguente aumento delle dimensioni del Sole che conduce verso la fase della Gigante Rossa della sua evoluzione. Si stima che man mano che il Sole si espande, diventerà abbastanza grande da abbracciare l'orbita di Mercurio, Venere e forse anche la Terra. Se per caso la Terra sopravvivesse all'abbraccio, il calore estremo del sole rosso brucerebbe il pianeta.

Fase finale e morte:

Le ultime fasi del Sole coinvolgono la fase Red-Giant-Branch (RGB) e una volta che il Sole tocca la fase RGB, avrà una durata attiva di circa 120 milioni di anni rimasti. Ma questa fase assisterebbe a una serie di attività. Innanzitutto, il nucleo pieno di cenere di elio si accenderà brutalmente in un lampo di elio in cui circa il 40% della massa del Sole e il 6% del nucleo saranno trasformati in carbonio in pochi minuti!

nana rossa
esempio di una nana rossa (fasi del sole)

Nella sua fase RGB, il Sole rischia di ridursi a circa dieci volte la sua dimensione attuale e 50 volte la sua luminosità, con una temperatura notevolmente inferiore a quella odierna. L'elio presente nel nucleo del Sole continuerà a bruciare per i prossimi 100 milioni di anni fino a quando non sarà completamente esaurito. Dopo l'esaurimento, il Sole entrerebbe nella sua fase Asymptotic-Giant-Branch (AGB), dove si espanderebbe di nuovo rapidamente e diventerebbe più luminoso.

Alla fine, nei prossimi 20 milioni di anni, il Sole inizierebbe a dimostrare instabilità e subirà una serie di impulsi termici di perdita di massa e si prevede che questi fenomeni si verifichino ogni 100000 anni, aumentando le dimensioni del Sole fino a oltre 1 UA di raggio e luminosità per essere 5,000 volte più luminosa.

Questa fase dell'espansione del Sole abbraccerà la Terra o la lascerà totalmente incompatibile per la vita. Anche i pianeti presenti nel Sistema Solare Esterno (oltre la fascia degli asteroidi) si trasformeranno drasticamente. Con un aumento dell'assorbimento di energia dal Sole, i ghiacci inizieranno a sublimare, formando un'atmosfera densa e oceani superficiali densi. Tra 500,000 anni da questo stadio, la massa attuale del Sole sarà ridotta della metà e il suo involucro esterno di gas si evolverà in una nebulosa planetaria.

formazione di nebulose planetarie
formazione nebulosa planetaria (stadi del Sole)
credito:  Kurgo presunto (in base alle rivendicazioni di copyright)., Planetario.Nebula.Formazione, Wikimedia Commons

L'evoluzione dello stadio post-AGB del Sole sarà relativamente più veloce. Ciò accade quando la massa espulsa si ionizza per formare una nebulosa planetaria e il nucleo nudo raggiunge una temperatura di 30,000 K. La temperatura finale del nucleo esposto sarà superiore a 100,000 K, dopodiché il residuo si raffredderà per formare una nana bianca. La nebulosa planetaria formata si diffonderà gradualmente in circa 10,000 anni, ma la nana bianca sopravviverà per trilioni di anni prima di ridursi al nero.

Destino ultimo del nostro sole:

fasi del sole
L'evoluzione di vari stadi del Sole, da una stella luminosa (a sinistra) a una massiccia palla di gas che alla fine formano la nebulosa planetaria.
Credito: ESO / S. Steinhöfel, Diagramma della vita delle stelle simili al soleCC BY 4.0

Gli stadi del Sole o di qualsiasi altra stella terminano con la sua morte. In generale, la morte delle stelle è associata a massicce supernove e alla formazione di buchi neri. Tuttavia, nel caso del Sole, tali formazioni potrebbero non aver luogo perché il Sole non è abbastanza massiccio per subire tali processi. Se paragonato alla Terra, il Sole sembra essere massiccio, ma è una stella di massa relativamente bassa. Ci sono alcune stelle colossali di massa elevata nell'Universo molte volte più grandi del Sole. Se il Sole fosse dieci volte più massiccio, la fase finale della sua vita sarebbe molto più esplosiva.

In tal caso, il ferro inizierebbe a formarsi nel nucleo della stella. Quando il ferro subisce la fusione nucleare, non emette una quantità considerevole di energia. A causa di ciò, la stella non subisce più una pressione verso l'esterno nel suo nucleo e quindi evita di collassare verso l'interno.

È probabile che il Sole implodi catastroficamente con un'enorme quantità di energia quando il ferro di circa 1.38 volte la sua massa viene raccolto nel nucleo. Questa quantità insondabile di energia raggiungerebbe la Terra in soli otto minuti e la distruggerebbe completamente insieme all'intero sistema solare. Una nuova nebulosa (simile alla nebulosa del Granchio) potrebbe formarsi ed essere visibile dai sistemi stellari vicini. Gli ultimi resti del Sole potrebbero essere un buco nero stellare o una stella di neutroni in rapida rotazione.

Ma il nostro Sole non ha questo destino a causa della sua massa. Il Sole si brucerebbe semplicemente trasformandosi in una nana bianca. E a quel punto, la vita si sarebbe estinta da tempo. Questo segna la fine delle varie fasi del Sole.

Per saperne di più sulla visita del sistema solare https://lambdageeks.com/milky-way-galaxy/

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