Le nane rosse sono stelle piccole e relativamente fredde che sono il tipo di stella più numeroso nella nostra galassia, se non nell’universo. Questo è difficile da verificare perché le nane rosse sono poco luminose (dallo 0.01% al 10% della luminosità del Sole), rendendo difficile osservarle da distanze astronomiche. Proxima Centuari, la stella più vicina al sistema solare, è una nana rossa.
Le nane rosse hanno una massa compresa tra il 7.5% e il 50% di quella del Sole. Le stelle più massicce sono chiamate nane gialle, mentre quelle meno massicce sono chiamate nane brune. Tutte le nane fanno parte della classe di stelle più comune, nota come “sequenza principale”. Al di fuori della sequenza principale ci sono nane bianche, che hanno esaurito il loro combustibile nucleare, e stelle giganti, che si gonfiano per formare nebulose stellari o esplodono in supernova.
Una nana rossa utilizza la stessa reazione di fusione nucleare del Sole per generare energia: fusione dell’idrogeno in elio attraverso l’interazione della catena protone-protone. Ma poiché le nane rosse sono meno massicce, il loro nucleo è meno compatto e le reazioni procedono a un ritmo più lento rispetto alle stelle più grandi. Pertanto, la temperatura superficiale di una nana rossa è inferiore a 3,500 K, significativamente rispetto alla temperatura superficiale del Sole, che è di circa 5,778 K.
Le nane rosse sono abbastanza piccole da essere completamente convettive, il che significa che il materiale nel nucleo e nella superficie viene ricircolato costantemente. Per questo motivo, le nane rosse sono in grado di bruciare una proporzione maggiore del loro combustibile nucleare rispetto alle stelle più massicce. In combinazione con il basso tasso di reazioni nucleari dalla loro bassa compressione, questo dà alle nane rosse una durata di vita tremenda: da decine di miliardi a trilioni di anni a seconda della massa.
Una cosa misteriosa delle nane rosse è che mancano di quelli che nel gergo astronomico vengono chiamati “metalli”, cioè elementi diversi dall’idrogeno o dall’elio. Poiché la maggior parte delle stelle nell’universo nasce da detriti di supernova, che contengono molti metalli, ci si aspetterebbe che tutte le stelle tranne le primissime stelle nell’universo contengano elementi più pesanti. Eppure non si trovano da nessuna parte nelle nane rosse.