Introduzione al "simulare" una stella

Il Sole è la stella a noi più vicina e quindi, apparentemente, la più luminosa e più grande. In realtà il Sole è una stella tipica, nel senso che i suoi parametri fisici sono, in generale, molto prossimi a quelli medi delle stelle. Comunque i valori della massa, del raggio e della luminosità variano notevolmente da una stella all’altra, mentre la composizione chimica risulta sostanzialmente analoga.

Le stelle non sono altro che enormi sfere di gas in equilibrio tra la propria forza di gravità e le forze di pressione. La pressione è esercitata dal gas stesso e, in condizioni normali, dalla radiazione prodotta nelle reazioni nucleari (innescate dalle altissime temperature in gioco).

Il calcolatore è la "sonda" con la quale gli astrofisici penetrano all’interno delle stelle, studiando come le condizioni fisiche della materia - pressione, temperatura, densità, composizione chimica, ecc. - variano man mano che dalla superficie ci si spinge sempre più in profondità.

Il computer permette di simulare il comportamento fisico di una stella attraverso il calcolo di un modello stellare, dove il termine "modello" sta ad indicare non già la riproduzione in scala della stella, quanto piuttosto la sua descrizione teorica mediante opportune formule matematiche.

I più elementari modelli stellari sono i cosiddetti modelli politropici, che furono sviluppati all’inizio di questo secolo da fisici illustri come Lane, Kelvin e Emden nel tentativo di descrivere la struttura interna delle stelle sulla base della conoscenza estremamente limitata che all’epoca si aveva di questi corpi. Oggi, naturalmente, questi modelli sono utili solo da un punto di vista didattico.

La diffusione dei PC permette oggi anche ai "dilettanti" di affrontare l’esplorazione di un interno stellare. StarSimu calcola la struttura di alcuni particolari tipi di stelle implementando un modello politropico con un programma di foglio elettronico.

Esistono anche degli algoritmi più o meno professionali che, tenendo meglio conto delle relazioni esistenti tra le grandezze fisiche in gioco, riescono a riprodurre la struttura di quasi tutte le stelle. Comunque tali programmi sono considerevolmente più lunghi e complessi, e si basano sostanzialmente sulla medesima filosofia di calcolo.


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