Mn. Francesc Nicolau: La vida de les estrelles es va coneixent millor

Cinquena xerrada del primer cicle de conferències, sobre el tema Descobriments recents a l’univers de les galàxies (I), que va pronunciar Mn. Francesc Nicolau el dia 25 d’octubre del 2018 a la Sala Sant Jordi del Seminari Conciliar de Barcelona.

Segons Aristòtil tots els astres eren incorruptibles. El 1860 Julius Mayer va afirmar que l’energia de les estrelles provindria de la caiguda dels meteorits al seu damunt. Per a Hermann von Helmholtz l’energia es produiria per la contracció de les estrelles. Aquestes explicacions no s'ajustaven a la realitat, és clar.

Però com poden néixer les estrelles? Per a Joseph Lockyer, les estrelles s’han d’haver format a partir d’un gas que es va “condensar” fins a formar-les. Johannes Hartmann va estudiar el gas interestel·lar i va afirmar que hi havia unes 20 partícules de diferent natura per centímetre cúbic, si bé aquesta afirmació ja l’havia pensada Lockyer abans que ell quan va efectuar l’espectroscopia del Sol i va comprovar que estava format majoritàriament per hidrogen (H), però també hi havia línies espectrals d’un gas desconegut i que el denominà heli (He). Aquest provindria de les partícules alfa neutres, o sia, que han perdut la ionització. Ara sabem que l’He també existeix a la Terra.

Henry Russell confirma el diagrama de Hertzsprung que relaciona la brillantor amb la temperatura de les estrelles (ja esmentat en passades conferències). En resulta una mena de lletra “S” majúscula allargassada la qual va des de les gegantes blaves (d’alta brillantor i temperatura) fins a les nanes vermelles (de baixa brillantor i temperatura) passant per tota una sèrie de games intermèdies i que es denomina “seqüència principal”. Aquesta és la “teoria del lliscament”. Però hi ha estrelles que són excepcions i de les quals no hi ha tipus intermedis amb la seqüència principal com són les gegants vermelles, d’alta brillantor i baixa temperatura o les nanes blanques, de baixa brillantor i d’alta temperatura. Russell suposava que en la fase inicial de les estrelles eren gegants roges, blaves, grogues i acaben en nanes roges. Aquesta teoria del lliscament actualment no s’admet.

Otto Struve féu un estudi molt detallat de l’hidrogen present al gas interestel·lar, i que arriba al 90 % de la seva composició, seguit de l’heli, fabricat a partir de l’hidrogen i que, per tant, procedeix de les estrelles. L’1% que queda són de la resta dels elements coneguts, però en quantitats minses. Serien restes d’estrelles mortes i es formaren a partir de reaccions nuclears, segons es diu ara.

A partir de 1930, Arthur Eddington ja ho va afirmar que tot venia de reaccions nuclears de l’hidrogen, amb formació d’heli, el qual combinat amb H o amb un altre He, originava beril·li, carboni, oxigen, fins al ferro, i prou. El nostre Sol forma un nucli de ferro a partir de les reaccions de fusió nuclear.

El Sol té uns 4.500 milions d’anys i l’Univers uns 13.600. Cal concloure que el Sol seria una estrella de segona o de tercera generació. Quan es va formar el Sol, no solament tenia H, sinó també d’altres elements i que també hi ha a la Terra (més enllà del ferro). Chushiro Hayashi, el 1950, desbancà finalment la teoria del lliscament, confirmant les reaccions nuclears a les estrelles.

Quan neix una estrella ja és un tipus dels que hi ha dins de la seqüència principal. I que passa després? Quan el núvol còsmic es va agrupant, les reaccions comencen a tenir lloc; si les reaccions són molt violentes, la vida de l’estrella serà curta. Totes les estrelles es converteixen en una gegant vermella, en la qual la pressió de radiació expansiva supera a la força gravitatòria, la qual la contrau. Aquesta expansió-constrenyiment té lloc a totes les estrelles, inclòs el Sol. Totes les cefeides tenen mides 4 i 5 vegades la del Sol i aquest vaivé està comprovat. Però un moment donat s’expandiran a gegant vermella (aquesta fase no és el començament que suposava Russell, sinó el final). Després, el que passarà, dependrà de la massa:

1)    Estrelles fins a 1,5 vegades el Sòl. Després de gegant vermella, hi ha una contracció, amb una expansió posterior i de la qual en restarà una nana blanca. Aquestes tenen una massa molt compacte. Finalment, quedarà completament opaca, al cap de molt de temps.

2)    Entre 1,5 i 4 vegades el Sòl. La fase final és arribar a una estrella neutrònica, en la qual els àtoms es fan neutres. La densitat pot arribar a un milió de tones per centímetre cúbic. El xoc de dues estrelles neutròniques pot origina elements pesants

3)    Més de 4 vegades el Sòl, es convertirà en un forat negre. Els elements pesants fins a l’urani, s’originen a l’explosió de la supernova.

NOTA: Si voleu veure el reportatge que es va projectar a la conferència, cliqueu aquí. Si voleu anar a la primera conferència d’aquest cicle, cliqueu aquí.