La produzione d’energia all’interno delle stelle è uno degli argomenti di maggiore interesse nel campo dell’astrofisica moderna. Infatti, per poter spiegare molti dei fenomeni celesti, le fasi più importanti dell’evoluzione stellare, la presenza di determinati elementi chimici nella materia interstellare e nei sistemi planetari e lo sviluppo della vita sulla Terra, è necessario conoscere in modo approfondito le caratteristiche fisiche della produzione d’energia all’interno delle stelle.

   Una stella nasce dalla contrazione di una nube di gas interstellare, nella quale l’energia gravitazionale ha prevalso sull’energia termica delle particelle. Questa contrazione andrà avanti finché non si raggiunge una condizione d’equilibrio, descritta dal cosiddetto teorema del viriale:

   In altre parole, per sostenere la simmetria sferica delle stelle è necessario che le forze radiali di pressione, che favorirebbero l’espansione, e le forze radiali gravitazionali, che favorirebbero la contrazione, si equivalgano:

La ricerca di quest’equilibrio accompagnerà sempre l’evoluzione della stella e sarà definitivamente rotto solo alla presenza di un’eventuale fase finale esplosiva (supernova).

   Tornando al teorema del viriale, esso ci indica in maniera esplicita che all’aumentare della gravità deve aumentare la temperatura e di conseguenza la pressione:

cioè che la metà dell’energia guadagnata durante la contrazione deve andare ad innalzare il contenuto termico della struttura protostellare.

   Nella nube di gas interstellare s’innalza progressivamente la temperatura, favorendo effetti di ionizzazione, e l’energia gravitazionale rilasciata viene trasferita al gas aumentando sia la temperatura che la pressione.
Queste ultime sono innalzate fino a far divenire efficienti le reazioni di bruciamento nel nucleo della stella, con la relativa emissione d’energia nella struttura che viene trasportata in qualche modo verso l’esterno (trasporto radiativo o convettivo): nasce così una stella.

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