Il diagramma Hertzsprung-Russell

Dovete sapere (sempre che non lo sappiate già) che esiste un diagramma chiamato diagramma di Hertzsprung-Russell (che sono gli astronomi che lo hanno concepito). Questo diagramma viene usato per studiare le stelle. Meglio, viene usato per studiare le popolazioni stellari.  Si tratta, detto in parole povere, di un grafico che mostra sull’asse orizzontale la temperatura delle stelle e sull’asse verticale la loro luminosità. La cosa davvero fantastica è che c’è tutta una teoria che spiega perché e dove le stelle si posizionano in questo diagramma. Tale teoria è la teoria dell’evoluzione stellare.
Prima di spiegare brevemente cosa ci dice il diagramma H-R e perché è importante che ce lo dica, ecco un’immagine di un diagramma-tipo con qualche spiegazione:

Dunque, prima di tutto: le stelle più massive e calde sono nell’angolo in alto a sinistra mentre le meno massive e più “fredde” sono in basso a destra. La relazione tra colore e temperatura delle stelle è un qualcosa che abbiamo già raccontato nel padre di tutti i post sulle stelle qui su Quantizzando.
Possiamo notare dal diagramma H-R diverse regioni. La principale è, appunto, la sequenza principale (“main sequence”). Ovviamente non è un luogo fisico reale. Quando dico che una stella si trova in un punto del diagramma H-R vuol dire che la stella ha una certa temperatura e una certa luminosità. E se dico che una stella passa la maggior parte della sua vita sulla sequenza principale vuol dire che per la maggior parte del tempo una stella si trova nelle stesse condizioni di temperatura e luminosità. Per inciso, il nostro Sole è ancora sulla sequenza principale e ci rimarrà probabilmente per qualche altro miliardo di anni. Se vogliamo essere più specifici, la fase di sequenza principale è la fase in cui nel nucleo stellare viene bruciato l’idrogeno e convertito in elio. Siccome c’è un sacco di idrogeno questa fase è molto lenta.

Una volta esaurito l’idrogeno la stella si “muove” (ma ricordate che “muoversi nel diagramma H-R” vuol dire cambiare temperatura e luminosità, non muoversi realmente!) dalla sequenza principale verso altre regioni del diagramma che corrispondono a diverse combinazioni di temperatura e luminosità e che, come già detto, raccontano la storia dell’evoluzione di una stella dalla nascita alla morte.

Una caratteristica importante (tra le tante) che vorrei raccontarvi riguardo il diagramma H-R è la seguente. Immaginate di avere un gruppo di stelle, per esempio un ammasso globulare come questo:

Come è fatto il diagramma H-R di questo tipo di ammasso di stelle? Ecco un esempio:

Cosa notate? Praticamente c’è solo metà della sequenza principale, in particolare la parte “in basso a destra”, quella delle stelle poco luminose e fredde. E piccole. Cosa possiamo dire sul nostro ammasso globulare? Possiamo dire che è formato da stelle vecchie con un’età di una decina di miliardi di anni. Come facciamo a dirlo? Perché possiamo fare dei modelli di popolazioni stellari che hanno varie differenti età e poi confrontarli con le osservazioni. Va bene, ma perché le stelle più grandi vivono di meno? Perché, proprio perché sono più massive, per mantenere l’equilibrio per contrastare la grande forza di gravità che tende a far collassare la stella per effetto del proprio grande peso è necessaria una grande pressione di radiazione (cioè parecchi fotoni). E i fotoni vengono prodotti nel nucleo durante le reazioni nucleari che trasformano l’idrogeno in elio (4 atomi di idrogeno in un atomo di elio). Dunque la “benzina”, cioè l’idrogeno, viene bruciato ad un ritmo elevatissimo e questo non fa altro che accorciare la vita di una stella massiva (che però rimane sempre una vita, come dire, “stellare”!).
Quindi più è corta la sequenza principale più è vecchia la popolazione stellare. E questa è solo una delle tante cose che si possono imparare con il diagramma H-R!
Ma ora non voglio annoiarvi con una lezione di astrofisica; magari in futuro ci ritorneremo su questo blog. Voglio lasciarvi con l’immagine che ha ispirato questo post, la quale c’entra con il diagramma H-R ma non c’entra tanto con le stelle. Cosa succede se prendiamo gli astronomi e li mettiamo su un diagramma in cui sull’asse orizzontale mettiamo gli articoli scientifici pubblicati e sull’asse verticale un indicatore della loro fama (per esempio il numero di risultati ottenuti digitando il loro nome su Google)? Questa cosa è stata fatta su Astronomy Blog. E il risultato è il seguente:
Abbiamo un diagramma H-R! Spettacolare.
Vi lascio dare uno sguardo con calma ai nomi evidenziati sul diagramma degli astronomi. Potete anche provare a cercare tali nomi su Google per vedere cosa viene fuori.  Questo diagramma era troppo divertente per non farci un post sopra e inoltre troppo d’ispirazione per un post su qualcosa di prettamente astrofisico come il diagramma H-R.  Ora sapete che le stelle spendono una vita noiosa sulla sequenza principale del diagramma H-R. Una vita brillante (certo!) ma noiosa.
%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: