I corpi celesti: caratteristiche ed evoluzione delle stelle

I corpi celesti

Le stelle sono i punti luminosi (=di luce) che vediamo nel cielo notturno (=di notte). Le stelle sono corpi gassosi (=fatti di gas) ad altissima temperatura. Le stelle emanano (= producono) tanta energia (luce + calore). L'energia è la conseguenza (=dipende) della reazione nucleare che avviene all'interno delle stelle e si propaga (=diffonde) tramite radiazioni elettromagnetiche (=diffusione di energia nello spazio). La stella è composta da gas (98%) e da altre sostanze chimiche (2%). I gas più importanti sono l'idrogeno e l'elio. Per capire com'è fatta una stella utilizziamo uno strumento: lo spettroscopio.

KH U B A wavelength in nm Lo spettroscopio analizza (=misura) la luce emessa (=prodotta) dalle stelle. Questo strumento separa le radiazioni diverse che formano la luce in base alla lunghezza d'onda (=metodo di misurazione). Il risultato finale della misurazione si chiama spettro stellare.

Caratteristiche delle stelle

Le stelle hanno diverso colore e diversa luminosità. Alcune stelle sono molto brillanti e le vediamo dai centri abitati (=paesi /città), altre stelle le vediamo poco anche al buio completo. Le stelle sono tutte diverse perché cambia:

• la loro dimensione
• la loro massa (=grandezza e dimensione)
• la loro composizione chimica
• la loro temperatura

Magnitudine e luminosità

1La magnitudine è l'unità di misura che descrive la luminosità di un corpo celeste (come ad esempio pianeti, stelle e asteroidi). La magnitudine apparente descrive la luminosità della stella come appare (=come la vediamo) e non per l'effettiva luminosità (=luminosità reale/vera). Le stelle appaiono (=sembrano) più o meno luminose a causa (=motivo) della distanza che c'è tra le stelle e la Terra. La magnitudine assoluta descrive la quantità di energia luminosa effettivamente emessa (=luminosità reale, non quella che noi vediamo).

A MAGNITUDINE APPARENTE B MAGNITUDINE ASSOLUTA A B 32,6 a.l. L Le stelle hanno colori diversi. Il colore della stella dipende dalla temperatura della sua superficie (=parte più esterna)

• Stelle blu: temperatura 30000 ℃,
• Stelle bianche: temperatura 10000 ℃.
• Stelle gialle
• Stelle arancioni
• Stelle rosse: temperatura 3000 ℃

La Sfera celeste e la posizione delle stelle

2La Sfera celeste e la posizione delle stelle Quando osserviamo (= guardiamo) il cielo notturno abbiamo l'impressione (=sembra) che la Terra è al centro di una sfera cristallina (=palla trasparente) con le stelle proiettate. Il nome di questa sfera cristallina è Sfera celeste.

• Toward Polaris -- 4 S -- E 90° Honizon 270° W Quando noi osserviamo il cielo per un tempo lungo, ad esempio 10 ore, noi vediamo che le stelle si muovono tutte insieme. Noi abbiamo l'impressione che la Sfera celeste che è immaginaria (=non esiste davvero) - ruota (=gira) attorno a noi. Questo moto (=movimento) degli astri (=stelle) si chiama moto apparente (=finto/falso) perché è la Terra che ruota su se stessa, non sono le stelle che si muovono.

Moto apparente del Sole

MOTO APPARENTE DEL SOLE MOTO DI ROTAZIONE DELLA TERRA Sud ALBA TRAMONTO 3Nord Polo nord celeste Stella x polare rotazione apparente della Sfera celeste Asse terrestre nisfero Settentrionale ៛ onale direzione rotazione della Terra Emisfero Meridion Croce dal Sud Polo sud celeste Sud Il Polo nord (=N) celeste rimane fermo ed è vicino alla Stella polare. Nell'emisfero meridionale (=Sud) della Terra quando noi guardiamo il cielo abbiamo l'impressione (=sembra) che le stelle si muovono in senso orario (=come le lancette dell'orologio) intorno a un gruppo di stelle. Questo gruppo di stelle si chiama Croce del Sud e si trova nel Polo sud Celeste (=S). La Terra e la Sfera celeste ruotano in senso contrario (=direzione diversa) perché la Terra gira su se stessa attorno a una linea immaginaria che passa (=attraversa) per i poli Nord e Sud celesti.

Movimento dei pianeti

Terra Mercurio Sole I pianeti girano attorno a noi e cambiano lentamente (=piano piano) posizione nel cielo. Noi possiamo osservare il movimento dei pianeti tutte le notti alla stessa ora. Noi vediamo questo movimento perché i pianeti sono abbastanza vicini alla Terra e girano sulle loro orbite (=direzioni) intorno al Sole.

Costellazioni e Zodiaco

Fin dall'antichità (= da molto tempo) l'uomo ha associato (=organizzato) le stelle in gruppi. Le stelle sono divise in gruppi perche sono più facili da trovare nel cielo notturno. Questi gruppi di stelle si chiamano costellazioni. In un anno il Sole sembra (=come ci appare dalla Terra) cambiare posizione rispetto (=in confronto) alla Sfera Celeste. Questo spostamento (=movimento) è la conseguenza (=motivo) del Moto di rivoluzione (=movimento) della Terra intorno al Sole. 4In apparenza (=sembra) il Sole percorre un'orbita (=direzione). La traiettoria del Sole si chiama Eclittica. L'Eclittica attraversa (=passa) una dopo l'altra (=in ordine) dodici costellazioni. Queste costellazioni compongono (=formano) lo Zodiaco.

HEMISPHERIUM COELI BOREALE posizione apparente del Sole il 21 marzo a Ariete Pesci Aquario 21 aprile p 21 febbraio/68 Toro Capricorno b 50 0 21 gennaio 21 ott. 21 ago. 8 A Sagitario 21 dic. 21 giugno 21 giu. p 21 gen. Posizione della Terra sull'orbita 21 mag. 21 feb. 21 dicembre 21 luglio 21 mar. (equinozio di primavera) 809 21 agosto 0 -09 21 novembre b Scorpione Cancro 0 0 9 21 ottobre Leone 21 settembre Vergine 8 Bilancia o-9 21 marzo 8 21 maggio 00 21 set. Gemelli 21 nov. 21 lug. 21 apr. posizione apparente del Sole nello zodiaco

La vita delle stelle

5La vita delle stelle stella protostella nebulosa gassosa Le stelle nascono nelle nebulose: nubi fatte di polveri e gas freddi (gas idrogeno più del 90%). Dentro queste nebulose le particelle di gas e polveri: si muovono, si avvicinano sempre di più e si aggregano (= uniscono). L'energia cinetica (= energia creata dal movimento) aumenta e la nebulosa diventa sempre più calda: si trasforma (= diventa) in una protostella. La forza di gravità avvicina le particelle sempre di più. Il nucleo (= parte interna, centrale) della protostella diventa sempre più caldo: la temperatura arriva fino a 15 milioni di gradi. Per questo motivo l'idrogeno diventa elio e produce una grande quantità di energia. Questa trasformazione si chiama reazione termonucleare. La protostella diventa una stella. La stella produce energia, spinge i gas verso l'esterno e compensa (= ha un peso uguale) la forza di gravità. L'energia della stella - che spinge verso l'esterno- e la forza di gravità - che spinge verso l'interno- sono in equilibrio e la stella raggiunge una fase di stabilità. Per molto tempo la stella resta stabile (=resta della stessa grandezza).

FORZA DI GRAVITA' 1 EQUILIBRIO DI UNA STELLA FORZA GENERATA DALLA REAZIONE NUCLEARE 1

Diagramma H-R

6La vita di una stella si rappresenta (= si disegna) con il diagramma H-R. Il diagramma H-R è un grafico e ci fa vedere la relazione (= il rapporto) tra la luminosità di una stella e la sua temperatura superficiale. La maggior parte delle stelle si trova nella sequenza principale. La sequenza principale è una fascia (= striscia) di stelle in diagonale nel grafico. Una stella adulta è in una fase stabile e si trova nella sequenza principale. Per esempio, il Sole si trova nella sequenza principale in una posizione intermedia (= a metà della diagonale). Il Sole è una stella gialla.

DIAGRAMMI H - R: Classe spettrale O. B A F . G . K .M 1,000,000 10,000- 100- Sole = 1 Sole 1++ Size Luminosità 0.01- 0.0001- 0.000001 20,000 14,000 10,000 7,000 5,000 3,500 2,500 Temperatura superficiale K CLASSI SPETTRALI 1.000.000 O B A F G K M -10 10.000 Supergiganti -5 100 O Giganti 1 +5 F Sole GRANDEZZA 0,01- Nane Bianche -+10 0,0001 - +15 +20 0,000001 20.000 14.000 10.000 7.000 5.000 3.500 TEMPERATURA (Kelvin) 7 LUMINOSITÀ' Sequenza Principale

Evoluzione delle stelle

Stadi dell'evoluzione di una stella (cambiamenti della stella dalla sua nascita alla morte) La vita della stella dipende dalla sua massa iniziale (=quantità di atomi che la formano). Le stelle che hanno una massa piccola sono meno calde e vivono di più. Le stelle che hanno una massa grande sono più calde e consumano l'idrogeno più velocemente. Quando l'idrogeno è quasi finito e l'elio si è accumulato (=raggruppato in grande quantità) nel nucleo della stella, le reazioni termonucleari rallentano. Quando non c'è più equilibrio tra la forza di gravità e l'energia emessa (=prodotta) dalla stella succede che il nucleo si contrae (=diminuisce/diventa più piccolo) su sé stesso. La contrazione causa (=crea) un aumento della temperatura. L'aumento della temperatura innesca (dà il via/crea) nuove reazioni termonucleari. Le reazioni termonucleari trasformano l'elio in carbonio. La stella in questa fase diventa una gigante rossa. Dopo la fase di gigante rossa la stella si evolve (=trasforma) in modi diversi. L'evoluzione dipende dalla massa (=grandezza) di partenza della stella.

• Le stelle che hanno una massa iniziale un po' più piccola della massa del Sole si trasformano in nane bianche.

Nane bianche e nove

8· Le stelle che hanno una massa iniziale uguale alla massa del Sole o poco più grande diventano nebulose planetarie o esplodono (=scoppiano) e formano una nova. Le nebulose planetarie e le nove, al termine (=alla fine) della loro vita, diventano nane bianche.

NEBULOSA PLANETARIA NOVA

Supernove

• Le stelle che all'inizio hanno una massa dieci volte più grande rispetto (in confronto) al Sole esplodono e diventano supernove. Quando le supernove esplodono lanciano nello spazio una grande quantità di polveri che alimentano (fanno crescere) le nebulose.

SUPERNOVA . NEBULOSA

Stelle di neutroni e buchi neri

9La materia (=sostanza) della supernova si trasforma di nuovo dopo l'esplosione della supernova. Gli elettroni (particelle atomiche con carica negativa -) e i protoni (particelle atomiche con cariche positive +) si fondono (=uniscono) e formano i neutroni (particelle atomiche con carica uguale a zero). ELETTRONI + PROTONI= NEUTRONI In questo stadio (fase) la stella ha un diametro di 20-30 km (=chilometri) e si chiama stella di neutroni.

STELLA DI NEUTRONI

• Le stelle che all'inizio hanno una massa 20-30 volte più grande rispetto (=in confronto) alla massa del Sole diventano supernove e dopo possono originare (=creare) corpi celesti densi (=con più materia) e freddi che si chiamano buchi neri. 10