Stelle e galassie

di Marco Massa

 

Galassia

Il nostro sole e tutte le stelle visibili nel cielo notturno fanno parte di una vasta aggregazione di stelle chiamata “GALASSIA”. La nostra Galassia è una galassia spirale, con bracci composti di stelle e nebulose, che si svolgono verso l’esterno a partire da un rigonfiamento centrale di stelle.

Il suo diametro è di circa 100.000 anni luce; il Sole si trova in uno dei bracci di spirale, a quasi 30 mila anni luce dal centro della Galassia. Gli astronomi stimano che la Galassia contenga circa trecento miliardi di stelle. La maggior parte delle stelle della Galassia si trova in un disco dello spessore di 2.000 anni luce. Visto dalla nostra posizione, all’interno della Galassia, questo disco di stelle appare come una banda debolmente luminosa che attraversa il cielo nelle notti limpide e buie. Questa striscia di stelle è chiamata Via Lattea, termine che spesso è usato anche per indicare l’intera Galassia.

Mosaico della Via Lattea visibile, dalla costellazione del Cigno a quella della Carena e due galassie satelliti chiamate Nubi di Magellano. Foto Marco Massa

 

Campi stellari e bracci a spirale.
I campi stellari della Via Lattea sono particolarmente densi nella regione del Sagittario, nella cui direzione si trova il centro della Galassia. Nella Via Lattea si possono individuare i bracci a spirale del nostro sistema
galattico: il braccio di Perseo che vediamo nella costellazione omonima e che si trova a 8.000 anni luce da noi verso l’esterno, il braccio del Sagittario, a circa 6.000 anni luce da noi verso il centro, e il braccio di Orione nella cui parte più interna si trova il nostro Sole. I bracci a spirale sono formati, oltre che da stelle, da enormi nubi di gas e di polveri interstellari. La componente gassosa della nostra galassia può essere rivelata anche attraverso l’emissione di onde alle frequenze radio e in particolare alla lunghezza d’onda di
21cm. Dalla mappa radio, ottenuta con i radiotelescopi alla lunghezza d’onda di 21cm, si ricava la distribuzione dell’idrogeno neutro nella nostra galassia.
 
Rotazione di stelle e Galassia
Il piano della Via Lattea è inclinato di 62° rispetto all’equatore celeste. Per non collassare verso il centro tutte le stelle del disco ruotano ordinatamente attorno al nucleo galattico. Ad ogni distanza dal centro compete una velocità di rotazione idonea a compensare l’attrazione gravitazionale (effetto centrifugo). Col suo seguito di pianeti, il Sole ruota attorno al centro galattico alla velocità di 250 Km/sec, impiegando circa 225 milioni di anni a compiere una sola rivoluzione. La Galassia contiene centinaia di miliardi di stelle ed è difficile stabilire quale sia la sua massa complessiva poiché buona parte di essa si trova dispersa in un enorme alone oscuro che circonda il luminoso disco galattico. Le stime oscillano fra i mille e duemila miliardi di masse solari, ossia circa 10 volte la massa di tutte le stelle visibili della Galassia stessa. Questa è una prova a sostegno dell’esistenza nella Galassia di materia oscura che si manifesta attraverso i suoi effetti gravitazionali, ma non è direttamente osservabile perché non emette alcuna radiazione elettromagnetica.
 
Le nebulose
La massa della nostra galassia è determinata principalmente dalle stelle, ma polveri e gas rivelano la loro presenza in maniera alquanto spettacolare e l’immagine allegata della Via Lattea presenta molteplici esempi. Ciò è possibile perché la luce può essere diffusa dai granuli di polvere e perché gli atomi del gas possono emettere luce dopo essere stati riforniti di energia dalla radiazione ultravioletta di stelle molto calde. Il primo dei due fenomeni è responsabile del manifestarsi delle cosiddette “nebulose a riflessione”, nubi di polvere di cui è visibile la luce che diffondono (allo stesso modo in cui diviene visibile il pulviscolo atmosferico quando in una stanza inizialmente buia penetra un raggio di luce), e delle cosiddette “nubi oscure” visibili perché diffondono a loro volta la luce delle stelle poste dietro di esse. Il secondo è responsabile invece del palesarsi ai nostri occhi della meravigliose “nebulose diffuse” e delle “nebulose planetarie” così denominate perché appaiono al telescopio come deboli dischi, proprio come i pianeti. Nelle nebulose diffuse si creano le condizioni di densità e temperatura per la formazione delle stelle e la loro presenza si manifesta in corrispondenza dei bracci a spirale.
 
Formazione stellare e planetaria
Le nubi di gas e polvere non sono uniformemente distribuite nello spazio, ma contengono nodi più densi, che sono i semi di future stelle. Infatti, se un nodo è abbastanza denso, comincia a contrarsi a causa della propria attrazione gravitazionale. Le regioni dense che contengono le stelle di nuova generazione si mostrano come dei bozzoli scuri contrastanti con il chiarore diffuso del resto della nube ionizzata, questi bozzoli sono chiamati globuli di Bok. La nube di materia interstellare, mentre si condensa, ruota sempre più rapidamente e finisce per rompersi dando origine ad un ammasso di protostelle. Ogni protostella continua a contrarsi ruotando sempre più velocemente fino a rompersi a sua volta. La parte centrale dà origine ad una stella e i frammenti minori, che rimangono in orbita intorno ad essa, ai pianeti. La quantità di materia che precipita nella protostella è talmente grande da provocare, durante la contrazione, condizioni di pressione e di temperatura (almeno dieci milioni di gradi) tali da innescare le reazioni di fusione nucleare dell’idrogeno
e dare origine ad una vera stella. La massa dei proto pianeti invece non è sufficiente, durante la contrazione, a produrre le condizioni di temperatura necessarie per l’innesco della fusione nucleare per cui essi sono destinati ad un lento raffreddamento e chissà, dopo miliardi di anni, allo sviluppo della vita!

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