SCOPERTE – Se fino ad oggi c’erano ancora incertezze sul destino del nostro Sole, il dilemma sembra essere stato risolto. Cosa succederà quando si spegnerà il Sole? Tra cinque miliardi di anni la stella al centro del nostro sistema planetario collasserà, diventando un massivo anello luminoso di polvere e gas interstellare. Ovvero diverrà una nebulosa planetaria per poi terminare la sua vita come una nana bianca.

Questo il responso del team di astronomi della University of Manchester guidato dal professore Albert Zijlstra, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Astronomy.

Nebulose planetarie, stelle senza involucro

Ma facciamo un passo indietro. La domanda è cosa succederà quando si spegnerà il Sole, ma ancora prima: che cos’è una nebulosa planetaria?

Quando una stella si avvicina al periodo finale del suo ciclo vitale espelle l’involucro, cioè una grande quantità di massa sotto forma di gas e polvere pari a quasi la metà della massa stellare. Ciò che ne rimane è dunque una nebulosa planetaria. Ovvero un anello che rimane brillante per 10 000 anni, tempo brevissimo per la vita stellare, mentre il suo nucleo si rivela e continua a bruciare fino a esaurire il carburante e morire.

Gli astronomi ritengono che lo stadio di nebulosa planetaria segni la fine del 90% di tutte le stelle viventi attive. È anche il passaggio nella transizione da gigante rossa, proprio come il Sole, a nana bianca. Un dubbio però ha diviso gli scienziati negli ultimi 25 anni. La massa del Sole era ritenuta troppo bassa per poter creare una nebulosa planetaria che fosse visibile.

I dati osservativi contraddicono i modelli fino a oggi elaborati. Tutte le stelle, anche con età o masse molto diverse, hanno una luminosità equiparabile nello stadio di nebulosa planetaria. Gli astronomi hanno scoperto che se si osserva una nebulosa planetaria in un’altra galassia, la più brillante ha sempre la stessa luminosità. Proprio questa caratteristica ha permesso di determinare la distanza di una galassia grazie all’apparizione della sua nebulosa planetaria più luminosa, come ha spiegato Zijlstra.

“Dopo l’espulsione dell’involucro, il nucleo incandescente lo rende scintillante per circa 10 000 anni. Un periodo brevissimo in astronomia, e rende ben visibile la nebulosa planetaria. Alcune si sono rivelate così luminose da essere osservate anche su distanze enormi che superano le decine di milioni di anni luce, distanze a cui la stessa stella era troppo debole per essere osservata quando ancora in vita”.

Teorie degli astronomi vs dati osservativi

Il problema dei modelli scientifici però restava. Secondo le teorie degli astronomi, le vecchie stelle a bassa massa come il Sole dovrebbero creare nebulose planetarie molto più deboli rispetto a quelle create da giovani stelle massive. Il contrario di quanto suggerito dai dati osservativi, che hanno dimostrato come anche da stelle simili al nostro astro sia possibile ottenere nebulose planetarie brillanti.

Nel nuovo modello proposto dai ricercatori però si tiene conto di un parametro mai preso in considerazione e cioè che dopo l’espulsione dell’involucro, il calore delle stelle sale tre volte più velocemente di quanto fino a oggi ipotizzato. Questo significa che per stelle poco massive come il Sole, la formazione di una brillante nebulosa planetaria è più semplice, ma allo stesso tempo pone un limite preciso.

Stelle più piccole anche di poco in percentuale rispetto alla nostra non ci riuscirebbero, prosegue Zijlstra. “Abbiamo scoperto che le stelle con massa inferiore a 1.1 volte quella del Sole producono nebulose deboli, e che stelle pari a tre volte il Sole nebulose più brillanti, ma per il resto le previsioni sulla luminosità sono molto vicine a quello che è stato osservato. Dopo 25 anni, il problema è stato risolto!”.

Il risultato ottenuto dai ricercatori rappresenta una doppia vittoria. Non solo infatti ora siamo in grado di capire cosa accadrà quando il nostro Sole, tra almeno 10 miliardi di anni, procederà verso la sua fine, ma fornisce anche un metodo per misurare la presenza delle stelle che hanno qualche miliardo di anni nelle distanti galassie, oggetti che fino ad oggi sono stati difficilissimi da individuare e studiare.

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