C’è un momento, nella vita di una stella, in cui tutto quello che l’ha tenuta in equilibrio per milioni o miliardi di anni smette improvvisamente di funzionare. Da un lato la gravità, che spinge verso l’interno con una forza inesorabile. Dall’altro la pressione generata dalle reazioni di fusione nucleare nel nucleo, che spinge verso l’esterno. Finché il combustibile non finisce, questi due eserciti restano in un equilibrio perfetto. Poi, in una frazione di secondo, tutto crolla.
La stella si gonfia
Prima di esplodere, una stella massiccia non collassa e basta: si gonfia. Quando l’idrogeno nel nucleo si esaurisce, la fusione si sposta verso strati più esterni e il nucleo, ora composto di elio, si contrae sotto il proprio peso. L’energia liberata da questa contrazione riscalda gli strati superiori, che si dilatano enormemente: la stella può arrivare ad avere un raggio centinaia di volte superiore a quello originario, trasformandosi in una gigante rossa o, nei casi più estremi, in una supergigante rossa. È una fase relativamente breve nella vita della stella, ma spettacolare: se il Sole diventasse una gigante rossa, il suo bordo esterno arriverebbe oltre l’orbita di Marte. Con ogni ciclo di fusione di un elemento più pesante — elio, carbonio, ossigeno, fino al ferro — il nucleo si contrae e si riscalda ancora, mentre gli strati esterni continuano a espandersi, fino al momento in cui la struttura non regge più.
Il collasso e l’esplosione
Nelle stelle molto più massicce del Sole, quando il nucleo esaurisce il combustibile nucleare e si trasforma in ferro, la fusione non produce più energia sufficiente a sostenere la struttura. Il nucleo collassa su se stesso in meno di un secondo, raggiungendo densità paragonabili a quelle di un nucleo atomico. Questo collasso genera un’onda d’urto che rimbalza verso l’esterno e fa esplodere gli strati esterni della stella: è la supernova.
Per alcune settimane, una singola stella può brillare quanto un’intera galassia composta da miliardi di stelle. È uno degli eventi più energetici dell’universo conosciuto.
Cosa resta dopo l’esplosione
Il nucleo collassato può diventare una stella di neutroni, un oggetto estremo dove una massa superiore a quella del Sole è compressa in una sfera di appena una ventina di chilometri di diametro. Se la stella originaria era ancora più massiccia, il collasso può proseguire fino a formare un buco nero, un punto da cui nulla, nemmeno la luce, può più sfuggire.
Gli strati esterni espulsi dall’esplosione, invece, si disperdono nello spazio arricchendo il mezzo interstellare di elementi pesanti: carbonio, ossigeno, ferro, oro. In un certo senso, quasi tutti gli elementi che compongono i pianeti, e anche noi stessi, sono nati dentro una stella e sono stati diffusi nell’universo proprio grazie a un’esplosione di questo tipo.
Un evento raro, ma osservabile
Le supernove nella nostra galassia sono rare: se ne osserva forse una ogni cento anni. Ma grazie ai telescopi moderni, gli astronomi ne individuano regolarmente in galassie lontane, permettendo di studiare da vicino uno degli eventi più spettacolari e importanti per la formazione della materia che ci circonda.
Guardare il cielo notturno, sapendo che alcune delle stelle che vediamo brillare potrebbero già non esistere più, o che gli elementi del nostro corpo hanno attraversato un’esplosione stellare per arrivare fin qui, cambia un po’ la prospettiva.
