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c07:a02_perdite_di_massa

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Linea 1: Linea 1:
 +====== A7.2. Perdite di massa: Giganti Rosse, Blue HB, AGB Manqué e Hot Flasher ======
  
 +Vi è oggi un generale accordo sul fatto che le strutture
 +stellari nel corso della loro evoluzione siano soggette a non
 +trascurabili fenomeni di perdita di massa. Osservazioni dirette di
 +tale fenomeno riposano sull'evidenza di gas diffuso emergente
 +dalla struttura, come data - ad es. - dalla presenza di righe di
 +emissione nella banda ottica o da emissione infrarossa. Le misure,
 +spesso di non facile interpretazione, suggeriscono che la perdita
 +di massa sia particolarmente efficiente tra le Giganti Rosse,
 +raggiungendo e forse  superando valori di 10<sup>-8</sup>
 +<tex>M$_{\odot}$</tex>/anno. Nel caso di giganti di ammassi globulari sono
 +state riportate evidenze di perdita di massa dell'ordine di
 +<tex>10$^{-9}$ M$_{\odot}$</tex>/anno, cioè giusto dell'ordine di grandezza
 +adatto per perdere durante la fase di Gigante Rossa quei pochi
 +decimi di massa solare richiesti dalle caratteristiche osservative
 +dei rami orizzontali.
 +
 +Pur non esistendo al presente una chiara interpretazione del
 +meccanismo fisico che sovraintende a tale fenomeno, le
 +osservazioni sembrano indicare come la perdita di massa cresca
 +sensibilmente al crescere della luminosità della struttura. Su
 +tali basi è spesso utilizzata una formula empirica per il valore
 +di tale perdita:
 +\\
 +\\
 +<tex>
 +$$\dot M = -4 \ 10^{-13} \eta_R \frac{L}{gR} \ \ \ {\rm M_{\odot}/anno \ \  ( Formula \ di \ Reimers})$$
 +</tex>
 +\\
 +\\
 +dove la luminosità, il raggio e la gravita superficiale sono in
 +unità solari ed <tex>$\eta_R$</tex> è un parametro libero che dovrebbe
 +variare tra 1/3 e 3.
 +\\
 +\\
 +{{:c07:figura07_26.jpg?450}}
 +\\
 +** Fig. 7.26 ** Linee isoacutiche  <tex>L$_{ac}$/L</tex> = cost nel
 +diagramma HR per una stella di 0.6 <tex>M$_{\odot}$</tex>, Y=0.1,
 +<tex>Z=10$^{-3}$</tex>, mixing length <tex>$l$=1.5 H$_P$</tex>. Per confronto sono
 +mostrate la posizione della //Sequenza Principale//, la linea evolutiva di una
 +struttura di <tex>1.1 M$_{\odot}$</tex> e la //traccia di Hayashi// per l'assunta
 +composizione chimica.
 +\\
 +\\
 +
 +Nel tempo si sono peraltro susseguite  una gran varietà di
 +formulazioni sie empiriche che basate sulla postulata efficienza
 +di meccanismi fisici quali la pressione di radiazione sugli strati
 +atmosferici. Citiamo, a titolo di esempio, la proposta
 +correlazione tra  perdita di massa ed i flussi acustici presenti
 +negli inviluppi convettivi turbolenti, ipotizzando che da tali
 +flussi si origini l'energia utilizzata dal gas per sfuggire alla
 +attrazione gravitazionale. In effetti si ricava che la topologia
 +di questi flussi nel diagramma HR (Fig. 7.26), così
 +come ricavabile da integrazioni analoghe a quelle usate  per
 +ricavare le linee isoconvettive e la traccia di Hayashi
 +(--> 5.4), mostra una almeno qualitativa corrispondenza
 +con quanto atteso per l'efficienza della perdita di massa.
 +
 +Assumendo una perdita di massa proporzionale al rapporto tra la
 +luminosità acustica e l'energia gravitazionale
 +\\
 +\\
 +<tex>
 +$$ \dot M = - \eta_{FPR} \frac{R}{GM} L_{ac} \ \ \    ({\rm Formula \ di  \ Fusi \ Pecci-Renzini})$$
 +</tex>
 +\\
 +\\
 +dove <tex>$\eta_{FPR}$</tex> è un parametro di efficienza. Tarando tale
 +formula  per il caso solare (<tex>$\dot M_{\odot} \sim 10^{-14}
 +M_{\odot}/anno$</tex>) la formula fornisce previsioni che si accordano
 +almeno qualitativamente bene con la formula empirica di Reimers.
 +
 +\\
 +\\
 +{{:c07:figura07_27.jpg?800}}
 +\\
 +** Fig. 7.27 ** Diagrammi CM per un campione di Ammasi
 +Globulari galattici, ordinati per crescente metallicità.
 +\\
 +\\
 +
 +Restando nel campo delle piccole masse, la Fig. 7.27
 +riporta i diagrammi CM per un campione di [[wp.it>Ammassi_globulari|Ammassi Globulari]]
 +galattici, ordinati per metallicità crescente. Sia pur con
 +alcune eccezioni, sulle quali dovremo tornare nel seguito, si
 +riscontra una generale correlazione tra metallicità  Z e //Ramo
 +Orizzontale//, con le stelle di HB che si spostano verso minori
 +temperature efficaci all'aumentare dellla metallicità. Un tale
 +andamento può essere compreso osservando che all'aumentare di  Z
 +per ogni prefissata età aumenta la massa delle Giganti Rosse al
 +flash e diminuisce nel contempo la massa delle stelle di HB ad una
 +prefissata temperatura efficace (aumenta l'efficienza della shell
 +di H!), ambedue queste variazioni andando nel senso di produrre HB
 +più rossi.
 +\\
 +\\
 +{{:c07:figura07_28.jpg?500}}
 +\\
 +**Fig. 7.28** Distribuzioni teoriche nel diagramma CM per
 +ammassi con età 15 Gyr e per le indicate assunzioni sulla
 +metallicità Z. Si è assunto <tex>$\eta_R$ = 0.4</tex>.
 +\\
 +\\
 +La Fig. 7.28 mostra come utilizzando la formula di
 +Reimers con parametro <tex>$\eta_R$=0.4</tex> le predizioni teoriche
 +forniscano diagrammi CM in buon accordo con tale andamento
 +generale. La presenza di alcuni HB con eccezionali //"Code
 +Blu"// è peralro evidenza che in quegli ammassi alcune stelle di
 +HB hanno subito un ingente ed eccezionale perdita di massa, sino a
 +perdere la quasi totalità dell'inviluppo idrogenoide. "In
 +passing", si noti che il brusco crollo di luminosità degli HB
 +alle alte temperature è un artefatto dell'intervento della
 +correzione bolometrica. Vedremo nel prosieguo come
 +nell'ultravioletto le stelle più blu di Ramo Orizzontale (EHB=
 +Extremely Blue HB) siano addirittura le più luminose dell'intero
 +ammasso.
 +
 +
 +La Fig. 7.29 mostra un fascio di tracce evolutive  per
 +modelli che iniziano la fase di combustione di He a varie
 +temperature efficaci di ZAHB. Si noti come modelli a temperatura
 +molto alta, quindi con inviluppi estremamente tenui e shell di
 +idrogeno poco efficienti, al termine della fase di combustione
 +centrale di elio non riescano a spostarsi sul Ramo Asintotico,
 +permanendo alle alte temperature da dove infine  raggiungeranno
 +direttamente la loro sequenza di raffreddamento come Nane di CO. A
 +Tali strutture prendono il nome di //AGB Manqué//, e sono di
 +grande importanza per il flusso UV (ultravioletto) che possono
 +generare negli Ammassi Globulari e, più in generale, nelle
 +antiche popolazioni stellari.
 +\\
 +\\
 +{{:c07:figura07_29.jpg?450}}
 +\\
 +** Fig. 7.29 ** Tracce evolutive per la fase di combustione
 +di elio per stelle con varie collocazioni di ZAHB, come  causate
 +da corrispondenti variazioni nella assunta quantità di massa
 +persa dai progenitori RG.
 +\\
 +\\
 +Perdite di massa che portino la massa di un Gigante Rossa al di
 +sotto della massa critica per l'innesco del nucleo di elio
 +mancheranno la fase di Ramo Orizzontale. L'idagine evolutiva
 +mostra che una Gigante Rossa riesce a completare la sua evoluzione
 +sino al flash dell'elio solo nel caso che la perdita di massa non
 +riduca in precedenza l'inviluppo al di sotto di un valore critico
 +pari a circa 0.06 <tex>M$_{\odot}$</tex>. In corrispondenza di tale  limite
 +la shell di idrogeno inizia a risentire della mancanza di
 +inviluppo e la stella cessa la sua ascesa, permanendo presso il
 +Ramo delle giganti sino a ridurre l'inviluppo a <tex>$\sim$ 0.007
 +M$_{\odot}$</tex>, iniziando a questo punto una rapida contrazione che
 +le porta sulla sequenza di raffreddamento sotto forma di  Nane di
 +He (Fig. 7.30).
 +\\
 +\\
 +{{:c07:figura07_30.jpg?450}}
 +\\
 +** Fig. 7.30 ** Sequenze evolutive di Giganti Rosse che per
 +eccesso di perdita di massa abbandonano il Ramo delle Giganti per
 +raffreddarsi come Nane di He.
 +\\
 +\\
 +Esiste peraltro un piccolo intervallo di masse che, avendo
 +abbandonato il ramo delle Giganti poco prima del flash, finisce
 +con innescare il flash lungo la sequenza di raffreddamento. Tali
 +strutture prendono il nome di //Hot Flashers//. Si ritiene che
 +in tali strutture la particolare violenza del flash possa portare
 +a fenomeni di rimescolamento che arricchiscono l'atmosfera delle
 +strutture con He e C. A seguito di tale arricchimento le stelle
 +dovrebbero mostrarsi nei diagrammi CM come un gruppo leggermente 
 +separato dalla normali stelle di HB.
 +\\
 +\\
 +<fbl>
 +----
 +\\
 +~~DISQUS~~
c07/a02_perdite_di_massa.txt · Ultima modifica: 31/05/2023 14:51 da marco

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