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c07:a03_rotazione_stellare

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c07:a03_rotazione_stellare [13/04/2010 12:38] – versione 1.0 - marcoc07:a03_rotazione_stellare [02/10/2017 11:13] – rendering TeX marco
Linea 1: Linea 1:
 +====== A7.3 Rotazione stellare. ZAHB rotazionali ======
  
 +<WRAP justify>
 +Non sorprendentemente, l'evidenza sperimentale mostra che non solo
 +il Sole ma anche le altre stelle  ruotano attorno ad un loro asse.
 +Evidenze per la rotazione stellare possono essere e sono ricavate
 +dall'allargamento delle righe di assorbimento dovuto all'effetto
 +Doppler, qualora l'asse di rotazione della struttura non giaccia
 +lungo la linea visuale. La Fig. 7.31 riporta
 +l'andamento della velocità equatoriale media caratterizzante
 +stelle di SP di varia massa. Si nota come al di sotto di 
 +$\sim$ 2 M$_{\odot}$ si evidenzi una brusca diminuzione dello stato di
 +rotazione. Ciò viene posto in relazione con l'instaurarsi di una
 +zona di convezione superficiale e, con essa, di un vento solare in
 +grado di estrarre momento angolare dalla struttura, tramite
 +l'interazione delle particelle del vento col campo magnetico
 +ruotante originato dalla struttura medesima. A parziale riprova di
 +questa interpretazione vi è l'osservata correlazione inversa tra
 +l'età della struttura e le velocità di rotazione.
 +\\
 +\\
 +{{:c07:figura07_31.jpg?450}}
 +\\
 +** Fig. 7.31 ** Andamento con la massa stellare delle
 +velocità equatoriali medie per stelle di Sequenza Principale. Le masse sono in
 +masse solari.
 +\\
 +\\
 +La rotazione stellare è un possibile parametro evolutivo che
 +abbiamo sinora omesso nelle valutazioni strutturali, assumendone
 +esplicitamente la trascurabilità, almeno come caso generale.
 +Ciò è confortato dall'andamento monoparametrico dei diagrammi
 +CM, nei quali non si manifestano gli effetti di un parametro
 +stocastico come ci si attende sia la rotazione stellare.
 +Valutazioni rigorose di strutture ruotanti sono peraltro
 +estremamente complesse, non fosse altro perchè, venendo a cadere
 +la simmetria sferica, sarebbe in linea di principio necessario
 +sviluppare codici di calcolo in coordinate cilindriche.
 +Valutazioni approssimate indicano che la rotazione tende a
 +raffreddare gli interni stellari. Si può comprendere tale
 +risultato osservando che la forza centrifuga va in parte a
 +bilanciare la gravità, diminuendo le richieste di temperatura
 +(energia cinetica).
 +
 +Raffreddando l'interno delle strutture stellari, la rotazione
 +può influenzare l'evoluzione di piccole masse in fase di Gigante
 +Rossa, ritardando il flash dell'elio. Ne discende che strutture di
 +ZAHB provenienti da stelle ruotanti dovrebbero avere masse dei
 +nuclei di elio e perdite di massa maggiori di quanto atteso nel
 +caso canonico non rotante. L'aumento della perdita di massa, fatti
 +salvi ulteriori fenomeni legati alla rotazione, restando collegato
 +al maggior tempo passato in fase di Gigante Rossa. Al riguardo
 +sono state eseguite stime evolutive, sotto la condizione di
 +conservazione del momento angolare  lungo tutta la struttura.
 +Ciò implica un forte aumento di velocità angolare nei nuclei
 +di elio delle Giganti Rosse, stante le esigue dimensioni spaziali
 +cui tali nuclei si riducono.
 +
 +In accordo con tali stime massa del nucleo di elio e luminosità
 +al flash seguono approssimativamente le relazioni
 +\\
 +\\
 +$$ M_c(\omega) \sim M_{c,0} + 1.44 \omega^{2.16}$$
 +\\
 +\\
 +$$ log L_f \sim log L_{f,0} + 3.8 10^{-3} \omega^2 $$
 +\\
 +\\
 +dove $M_{c,0}$ e $Log L_{f,0}$ rappresentano i valori canonici di
 +modelli non rotanti e $\omega$ è la velocità angolare dei
 +modelli di Sequenza Principale, data in rotazioni per giorno. E' da notare che per
 +$\omega \le$ 5 l'evoluzione dalla Sequenza Principale alle Giganti Rosse
 +resterebbe sostanzialmente inalterata, gli effetti di rotazione
 +rivelandosi solo nella fase di combustione di elio.
 +
 +Dalle discusse proprietà topologiche dei modelli a doppia
 +sorgente di energia si ricava che l'aumento di M<sub>c</sub> e quello
 +della perdita di massa agiscono entrambi nel senso di spostare un
 +modello dalla sua posizione canonica verso maggiori temperature
 +effettive, con modalità che dipendono dallo stato di rotazione
 +delle singole stelle e dalla relativa efficienza dei due
 +meccanismi citati. La situazione è  illustrata dall'approccio
 +topologico di Fig. 7.32. Se modeste variazioni sulla
 +velocità angolare $\omega$, tali cioè da non influenzare il
 +valore canonico di M<sub>c</sub>, producono sensibili variazioni sulla
 +perdita di massa, l'attesa distribuzione sul ramo orizzontale non
 +si discosta da una ZAHB canonica,  indicata in figura come
 +$\eta$-ZAHB a sottolineare che la distribuzione è originata
 +esclusivamente da variazioni di efficienza nella perdita di massa.
 +\\
 +\\
 +{{:c07:figura07_32.jpg?500}}
 +\\
 +**Fig. 7.32** La collocazione nel diagramma HR di
 +sequenza di ZAHB sotto diverse assunzioni della relazione tra
 +perdita di massa e rotazione. La $\eta$-ZAHB rappresenta la ZAHB
 +canonica con massa variabili e massa del nucleo costante. La
 +$\omega$-ZAHB è il luogo di strutture con massa costante e
 +variabile massa del nucleo di He. I cerchietti aperti mostrano la
 +distribuzione attesa quando perdita di massa e rotazione sono
 +combinate secondo le prescrizioni fornite nel testo.
 +\\
 +\\
 +Se, all'altro estremo, variazioni di <tex>$\omega$</tex> giungono a variare
 +sensibilmente M<sub>c</sub> senza modificare la perdita di massa, le
 +stelle si distribuiranno lungo una sequenza caratterizzata dalle
 +condizioni M circa cost ma M<sub>c</sub> variabile. Tali sequenze sono
 +indicate in figura come $\omega$-ZAHB. E' facile verificare che
 +per ogni assunta relativa efficienza dei due meccanismi le
 +possibili sequenze di ZAHB rotazionali devono restare comprese nel
 +cono avente vertice nel modello canonico non ruotante e avente
 +come limiti la $\eta$-ZAHB e la $\omega$-ZAHB 
 +passanti per quel punto, discostandosi dalla $\eta$-ZAHB 
 +tanto maggiormente quanto
 +minore è l'influenza della rotazione sulla perdita di massa.
 +
 +Le attuali valutazioni dell'influenza della rotazione sulle
 +dimensioni in massa del nucleo di elio e sulla perdita di massa
 +paiono indicare un bilanciamento tra questi due effetti, còme
 +mostrato nella stessa Fig. 7.32. Parrebbe potersi
 +obiettare che le stelle di ramo orizzontale sono stelle di piccola
 +massa che abbiamo trovato essere trascurabilmente ruotanti. Da un
 +lato però non abbiamo probanti informazioni sullo stato di
 +rotazione di tali stelle negli ammassi globulari, né sappiamo
 +quanto il meccanismo di frenamento discusso in precedenza agisca
 +in profondità. In effetti ciò che noi misuriamo è lo stato
 +di rotazione dell'atmosfera stellare e nulla sappiamo su una
 +possibile residua rotazione dell'interno. Se una dispersione dei
 +valori della rotazione fosse all'origine della dispersione delle
 +stelle lungo il Ramo Orizzontale verrebbe ad essere modificata la
 +relazione tra luminosità di HB e composizione chimica iniziale
 +così come ricavata dalle $\eta$-ZAHB ed alla base di molte
 +delle correnti elaborazioni teoriche dei dati osservativi.
 +</WRAP>
 +\\
 +----
 +<fbl>
 +\\
 +~~DISQUS~~
c07/a03_rotazione_stellare.txt · Ultima modifica: 31/05/2023 14:51 da marco

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