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+++ c07:a01_breathing_pulses [02/10/2017 11:04] – rendering TeX marco
@@ Linea 1: / Linea 1: @@
+====== A7.1 Breathing Pulses ======
+<WRAP justify>
+L'origine dei pulsi di convezione noti come //Breathing Pulses//
+è da ricercarsi nel medesimo meccanismo di opacità che aveva
+in precedenza dato luogo al trascinamento del nucleo convettivo ed
+allo sviluppo della semiconvezione. Meccanismo che nelle fasi
+finali di combustione centrale di elio viene ulteriormente
+sollecitato dalle particolari caratteristiche della combustione.
+E' infatti da notare come al tendere a zero dell' abbondanza di
+elio nella zona di combustione, diventi sempre menò probabile la
+reazione 3$\alpha$ (che dipende dal cubo dell'abbondanza centrale
+di elio Y<sub>c</sub>) a fronte della concorrente reazione $^4$He
+($^{12}$C, $\gamma$)$^{16}$0. In pratica, i nuclei di elio fondono
+preferenzialmente con il carbonio in cui sono ormai immersi prima
+di riuscire a trovare altri due nuclei di elio disponibili per la
+reazione 3$\alpha$. La trasformazione di  $^{12}$C in
+$^{16}$0
+innalza  ulteriormente l'opacità della materia, così che il
+bordo del nucleo convettivo è stimolato con continuità ad
+allontanarsi dalla neutralità ($\nabla_{rad}$  = $\nabla_{ad}$)
+e, conseguentemente, a richiamare al suo interno materiale ancora
+ricco di He.
+\\
+\\
+{{:c07:figura07_22.jpg?500}}
+\\
+** Fig. 7.22** Andamento delle variabili chimiche e
+fisiche in una struttura di Ramo Orizzontale durante la fase di
+semiconvezione quiescente. Parametri evolutivi: massa totale della
+stella M=0.65 M$_{\odot}$, massa iniziale del nucleo di He M$_c$=
+.5 M$_{\odot}$, Y inviluppo = 0.20, Z= 10<sup>-3</sup>. Luminosità e
+composizioni chimiche sono normalizzate ai loro valori massimi.
+\\
+\\
+{{:c07:figura07_23.jpg?500}}
+\\
+** Fig. 7.23** Andamento di alcune variabili strutturali
+nella stella di cui alla figura precedente durante (pannello
+superiore) e subito dopo (pannello inferiore) un pulso di
+convezione. Si noti durante il pulso il riassorbimento della
+luminosità segnalante l'espansione del nucleo centrale.
+Al diminuire di Y<sub>c</sub> la situazione diviene progressivamente
+sempre più critica perchè anche il poco elio trasportato
+attraverso tale meccanismo nel nucleo ormai depauperato di
+combustibile comincia ad influenzare sensibilmente la generazione
+di energia, tendendo ad aumentare il flusso e quindi il gradiente
+radiativo, contrastando l'effetto di stabilizzazione collegato
+all'opacità. Si trova che per Y$_c \le $ 0.05 l'effetto di
+flusso finisce col prevalere e l'immissione di elio "fresco"
+finisce inevitabilmente col produrre un innalzamento generale del
+gradiente e quindi, con processo reazionato
+positivamente, un progressivo estendersi della
+convezione a richiamare nel nucleo sempre più elio. Il processo
+si blocca solo quando, a causa del sensibile incremento
+dell'energia proveniente dal centro della struttura, gli strati
+circostanti iniziano una rapida espansione, riassorbendo l'energia
+stessa e stabilizzando così la zona.
+\\
+\\
+{{:c07:figura07_24.jpg?500}}
+\\
+**Fig. 7.24** Traiettoria nel diagramma HR della
+struttura di cui alle due precedenti figure durante la fase di
+combustione  quiescente diell'elio e attraverso i primi due pulsi
+sino all'innesco del terzo pulso. I numeri segnalano l'inizio dei
+pulsi e le porzioni di traccia a punti riportano le rapide
+evoluzioni durante i flash.
+\\
+\\
+La **Fig. 7.22** riporta i dettagli di una struttura di
+ramo orizzontale durante la fase semiconvettiva quiescente, mentre
+la **Fig. 7.23** mostra la stessa struttura durante un
+pulso convettivo. Calcoli dettagliati suggeriscono che prima di
+giungere all'esaurimento dell'elio le strutture subiscano in media
+tre maggiori pulsi, che si sviluppano con tempi scala
+termodinamici. L'effetto di tali pulsi è di "ringiovanire" la
+struttura, riaumentando improvvisamente l'abbondanza di elio
+centrale. Corrispondentemente la stella tende a riportarsi verso
+precedenti posizioni nel diagramma HR, per riiniziare la sua
+tipica evoluzione di combustione quiescente
+(**Fig. 7.24**). Solo quando attraverso i pulsi è stato
+depauperata di elio una vasta regione circondante il nucleo
+convettivo la stella riesce ad esaurire l'elio centrale per
+predisporsi alla fase di combustione in doppia shell.
+\\
+\\
+{{:c07:figura07_25.jpg?500}}
+\\
+**Fig. 7.25** Andamenti temporali di luminosità,
+temperatura efficace e composizione chimica centrale per il
+modello di cui alle figure precedenti  lungo l'intera  fase di
+combustione centrale di He.
+\\
+\\
+L'effetto principale dei pulsi sarebbe dunque di prolungare la
+durata della fase di combustione centrale di He, come
+immediatamente ricavabile dai dati in **Fig. 7.25**, ove
+è facilmente riconoscibile che l'intervento dei pulsi allunga
+tale fase di poco meno di circa il 20%. Per sopprimere i pulsi
+esistono due alternative tecniche di calcolo. Una prima consiste
+nell'imporre che nei modelli in prossimità dell'esaurimento
+dell'elio centrale  (Y$_c \le$ 0.1 -0.05) siano impediti aumenti
+nel tempo di tale parametro. Una seconda tecnica, che sopprime i
+pulsi e fornisce comportamenti evolutivi analoghi ma non eguali,
+consiste invece nel sopprimere negli stessi modelli la valutazione
+della generazione di energia gravitazionale $\varepsilon_G$.
+</WRAP>
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+\\
+----
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+~~DISQUS~~