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@@ Linea 1: / Linea 1: @@
+====== 8.6 Grandi masse: combustioni avanzate ======
+<WRAP justify>
+Pur mancando di un diretto riscontro osservativo, l'indagine sulla
+evoluzione di strutture di grande massa attraverso le fasi di
+combustione successive a quella dell'elio è argomento di grande
+rilevanza che ha l'obiettivo di giungere ad identificare le
+caratteristiche  strutturali e la distribuzione delle specie
+chimiche all'instaurarsi dell'instabilità. Tali strutture di
+//pre-supernovae// rappresentano l'ingrediente fondamentale per
+indagare l'evoluzione temporale dell'instabilità e, in
+particolare, per valutare tipo e quantità di materia elaborata
+nuclearmente espulsa nel corso dell'esplosione, valutando così
+il contributo delle varie Supernovae all'evoluzione nucleare della
+materia dell'Universo.
+E' da avvisare che il calcolo di tali strutture diviene
+progressivamente sempre più oneroso sia per la necessità di
+valutare il contributo di un sempre maggior numero di concorrenti
+reazioni nucleari, sia per il complesso accoppiamento tra reazioni
+nucleari e mescolamento convettivo. Orientativamente, ricordiamo
+che nei calcoli si giunge a seguire l'evoluzione di parecchie
+centinaia di isotopi valutando l'intervento di migliaia di diverse
+reazioni nucleari. La complessità dei calcoli e delle relative
+strutture è ben illustrata in Fig. 8.11, che riporta
+l'evoluzione tenporale delle regioni convettive in una stella di
+M$_{\odot}$ composizione solare, dalle fasi iniziali sino alla
+struttura di pre Supernova. Vi si riconosce facilmente la attesa
+regressione dell'iniziale nucleo convettivo indotto dalla
+combustione CNO e nella successiva fase di combustione di elio, il
+nuovo nucleo convettivo in progressivo aumento per il meccanismo
+di autotrascinamento.
+\\
+\\
+{{:c08:fig8_11.jpg}}
+\\
+**Fig. 8.11 ** Evoluzione temporale delle regioni
+convettive all'interno di una stella di 15 M$_{\odot}$
+composizione solare, dalle fasi iniziali sino alla struttura di pre
+Supernova.
+\\
+\\
+Dopo l'esaurimento dell'He centrale, l'evoluzione è
+caratterizzata dalla formazione  di nuovi nuclei convettivi in
+corrispondenza delle maggiori fasi di combustione di C, Ne, O e Si
+e dall'alternarsi di episodi di convezione in shell che seguono
+l'innesco delle varie shell di combustione. L'affondarsi della
+convezione superficiale dimostra che a partire dal termine della
+combustione  dell'elio e sino alla sua esplosione la stella
+raggiunge e permane nello stato di //Supergigante Rossa//. Strutture a
+minore metallicità non completano invece l'escursione verso il
+rosso, ed esploderanno come //Supergiganti Blu// ad alta temperatura
+superficiale.
+Come già preconizzato sin dal Capitolo 4 sulla base di "principi
+primi", la struttura di pre supernova conserva memoria della sua
+storia nucleare  distribuendo in una struttura "a cipolla" i
+prodotti di tutte le passate combustioni. La Fig. 8.12
+porta l'esempio della distribuzione delle specie chimica nella
+struttura di presupernova di una stella di 25 M$_{\odot}$.
+Dall'esterno verso l'interno si riconoscono prima gli strati
+incombusti (25 < M/M$_{\odot}<$ 10), seguiti dalle shell con
+i prodotti di combustione prima dell'H, poi dell'He sino alla
+produzione del nucleo di $^{54}$Fe.
+L'abbondanza delle specie chimiche all'interno di una struttura di
+presupernova non è peraltro ancora rappresentativa della
+composizione chimica della materia che verrà eiettata nello
+spazio a seguito dell'esplosione. Ci si attende infatti che tale
+composizione venga anche sostanzialmente modificata dal passaggio
+dell'onda d'urto provocata dall'esplosione medesime, onda che
+innalza anche di ordini di grandezza le temperature locali
+provocando un ultimo episodio di //Nucleosintesi Esplosiva//.
+Notiamo qui che in tale episodio le [[wp.it>reazioni nucleari]] possono
+seguire strade anche molto diverse da quelle che abbiamo indagato
+interessandoci delle combustioni quiescenti. In quelle condizioni,
+il fabbisogno energetico della struttura è soddisfatto da una
+bassa efficienza delle reazioni e, conseguentemente,  abbiamo
+implicitamente assunto che la bassa frequenza di reazioni
+consentisse in ogni caso che gli elementi instabili prodotti
+durante una catena di reazioni decadessero prima di subire una
+reazione di fusione con un ulteriore particella. Nella
+Nucleosintesi Esplosiva tale condizione viene a cadere, e le
+reazioni seguono nuovi cammini di cui abbiamo dato un esempio
+trattando negli Approfondimenti del //Ciclo CNO veloce//
+\\
+\\
+{{:c08:fig8_12.jpg?600}}
+\\
+**Fig. 8.12** La distribuzione delle specie chimiche in
+una struttura di presupernova, calcolata al momento in cui la
+velocità massima di collasso nel nucleo causata
+dall'instabilità per fotodisintegrazione del Fe ha raggiunto
+km/sec. La massa M è in masse solari.
+\\
+\\
+Sfortunatamente, al presente i calcoli idrodinamici non riescono
+ancora a riprodurre nel dettaglio la fase del collasso e della
+conseguente  successiva espulsione di strati esterni. Si ritiene
+che nel collasso gli strati esterni ad un nucleo centrale
+neutronizzato dovrebbero finire col venire riflessi a causa
+dell'energia proveniente dal centro della struttura, ed eiettati
+da ciò che resta della stella. In linea generale, è infatti da
+notare che qualunque meccanismo che consenta di trasferire
+all'inviluppo anche pochi percento dell'energia prodotta dal
+nucleo collassante giunge inevitabilmente ad invertire il collasso
+dell'inviluppo medesimo, trasformandolo in una esplosione.
+\\
+\\
+{{:c08:fig8_13.jpg?600}}
+\\
+**Fig. 8.13** Distribuzione delle specie chimiche nel
+nucleo della struttura di cui alla precedente figura dopo la
+rielaborazione terminale causata dalla nucleosintesi esplosiva.
+\\
+\\
+In assenza di una descrizione dettagliata, la nucleosintesi
+esplosiva viene investigata valutando con vari argomenti la parte
+del nucleo sopravvivente all'esplosione e provocando l'espulsione
+degli strati al di sopra di tale nucleo con vari artifici, quali
+una improvvisa iniezione di energia o una perturbazione con
+effetto di pistone. Si ritiene peraltro che i risultati, quali
+quelli presentati in Fig. 8.13 siano largamente
+significativi.
+Con riferimento alla citata figura e con riferimento alle più
+macroscopiche modificazioni, si può notare come giusto
+all'esterno del nucleo neutronizzato la nucleosintesi esplosiva
+del [[wp.it>Silicio]] conduca  ad una completa distruzione del Si con
+produzione di $^{56}$Ni. Più all'esterno, dalla combustione
+incompleta del Si originano strati ricchi di Si, S, Ca e Ar.
+Aggiungiamo solo che i calcoli dettagliati forniscono valutazioni
+dettagliate sull'abbondanza dei diversi isotopi dei vari elementi,
+valutazioni che esulano dai limiti della presente esposizione, ma
+che sono alla base di interessantissimi capitoli dell'Astrofisica
+Nucleare basati sul confronto con l'abbondanza naturale di quegli
+isotopi.
+Il destino del nucleo della [[wp.it>Supernova]] dipende dalla sua massa. Se
+inferiore alla massa critica per strutture di neutroni degeneri
+esso permarrà sotto forma di una [[wp.it>Stella di neutroni]] dal
+diametro dell'ordine della decina di km. In tal caso, stante la
+necessaria conservazione del momento angolare, è facile
+prevedere come tali strutture possano diventare rapidissimi
+rotatori, e non stupisce riconoscere tali strutture nelle
+[[wp.it>Pulsar]], emettitori radio con periodi dei segnali (e della
+rotazione) anche notevolmente minori al secondo.
+Per masse maggiori, non paiono esistere meccanismi fisici in grado
+di fermare il [[wp.it>collasso gravitazionale]], e la materia appare
+destinata a proseguire il collasso raggiungendo il suo [[wp.it>Raggio di Schwarzschild]]
+scomparendo dall'[[wp.it>Universo osservabile]] sotto forma
+di [[wp.it>Buco_nero|Buca Nera]].
+</WRAP>
+----
+~~DISQUS~~