Introduzione: I nani bianchi sono i residui caldi e densi di stelle ormai estinte. Si tratta dei nuclei stellari che rimangono quando le stelle esauriscono le loro riserve di carburante e soffiano i loro gas nello spazio. Questi oggetti segnano l'ultima fase dell'evoluzione per la maggior parte delle stelle, compreso il nostro sole. Inoltre, svolgono un ruolo cruciale nell'aiutarci a comprendere l'evoluzione dell'universo. Nonostante la loro massa sia simile a quella del nostro sole, i nani bianchi occupano un volume paragonabile a quello della Terra. La loro dimensione ridotta rende i nani bianchi difficili da individuare, poiché non sono visibili ad occhio nudo. La luce che essi emettono proviene dalla lenta e costante liberazione di incredibili quantità di energia accumulata durante miliardi di anni, quando una stella fungeva da centrale nucleare.
Come nascono le stelle nane bianche? Le stelle nane bianche nascono quando una stella si spegne. Durante la maggior parte della sua vita, una stella è in equilibrio tra la gravità e la pressione del gas esterno. Il peso di miliardi di tonnellate di gas che premono sul nucleo provoca la fusione dei nuclei di idrogeno, formando elio. Questo fenomeno è chiamato fusione nucleare. Il rilascio costante di energia termonucleare da questo processo impedisce alla stella di collassare su se stessa.
Tuttavia, alla fine una stella esaurirà l'idrogeno nel suo nucleo. A questo punto, la fusione dell'elio in carbonio e ossigeno prende il sopravvento, mentre la fusione dell'idrogeno si sposta in uno strato che circonda il nucleo. La stella si espande e diventa una gigante rossa. Per la maggior parte delle stelle, compreso il nostro sole, questo è l'inizio della fine. La stella si espande sempre di più, i venti stellari soffiano con una velocità sempre più furiosa e i suoi strati esterni iniziano a sfuggire alla forza di gravità.
Man mano che la stella gigante rossa si dissolve, lascia il suo nucleo esposto: un nano bianco appena nato. Di cosa sono fatti? Un nano bianco appena nato è composto da nuclei di elio, carbonio e ossigeno, che nuotano in un mare di elettroni altamente energetici. La pressione combinata degli elettroni sostiene il nano bianco, impedendo che collassi in una forma ancora più strana come una stella a neutroni o un buco nero. Il nano bianco neonato è incredibilmente caldo, illuminando lo spazio circostante con luce ultravioletta e raggi X. Parte di questa radiazione viene intercettata dal gas rilasciato dalla stella quando è morta. Il gas risponde fluoriscentemente con un arcobaleno di colori, creando una nebulosa planetaria. Queste nebulose, come la Nebulosa Anulare nella costellazione della Lira, ci offrono uno sguardo nel futuro del nostro sole.
Il futuro dei nani bianchi: Il nano bianco ha davanti a sé un futuro lungo e tranquillo. Man mano che il calore intrappolato si disperde, il nano bianco si raffredda e si affievolisce lentamente. Alla fine diventerà un ammasso inerte di carbonio e ossigeno che fluttua invisibile nello spazio: un nano nero. Tuttavia, l'universo non è abbastanza vecchio perché si siano ancora formati dei nani neri. I nani bianchi nati dalle prime generazioni di stelle si stanno ancora raffreddando, 14 miliardi di anni dopo. Quindi i nani bianchi più freddi che conosciamo, con temperature intorno ai 4.000 gradi Celsius (7.000 gradi Fahrenheit), potrebbero essere alcuni dei reperti più antichi del cosmo.
Tuttavia, non tutti i nani bianchi si estinguono silenziosamente. Mentre i nani bianchi solitari si affievoliscono gradualmente, un nano bianco che orbita attorno ad un'altra stella è altamente esplosivo. Attraverso un ponte gassoso, esso sottrae il gas al suo compagno, con l'idrogeno che si riversa sulla superficie del nano bianco. Man mano che l'idrogeno si accumula, temperatura e densità raggiungono un punto di infiammabilità. L'intero strato di carburante appena acquisito fonde violentemente e rilascia una quantità enorme di energia in una nova. Il nano bianco si illumina brevemente con la luminosità di 50.000 a 100.000 volte quella del sole, per poi lentamente svanire nell'oblio.
Tuttavia, se il gas si accumula abbastanza velocemente, può spingere il nano bianco oltre un punto critico. Invece di creare un sottile strato di fusione, riporta improvvisamente la stella in vita. Senza regolazione, il violento rilascio di energia distrugge il nucleo stellare in uno degli eventi più energetici dell'universo: la supernova di tipo 1a. La luminosità assoluta di questa supernova è 5 miliardi di volte più brillante del sole. Per settimane o mesi, può illuminare anche un'intera galassia.
Questa straordinaria luminosità rende le supernove di tipo 1a visibili da tutto l'universo. Gli astronomi le utilizzano come "candele standard" per misurare le distanze alle regioni più remote del cosmo. Le osservazioni di nani bianchi che esplodono in galassie lontane hanno portato a una scoperta premio Nobel: l'espansione dell'universo si sta accelerando. Quindi, le stelle morte hanno ridato vita alle nostre più fondamentali supposizioni sulla natura del tempo e dello spazio.
Conclusione: Un nano bianco è il nucleo incredibilmente denso di una stella morta, lasciato indietro quando la stella esaurisce il suo carburante. Il nostro sole diventerà un nano bianco un giorno.
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