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c08:la_storia_gravitazionale

A8.7 La storia gravitazionale

Nel seguire la storia evolutiva delle strutture stellari abbiamo di volta in volta posto in luce l'intervento della gravitazione come elemento centrale che guida la contrazione ed il riscaldamento della materia di cui le stelle sono composte. E' restato peraltro in secondo piano il reale contributo di energia con cui il campo gravitazionale ha contribuito al bilancio energetico generale.

E' dunque interessante esplorare la storia gravitazionale delle strutture stellari, come ricavabile dall'andamento temporale dell' energia di legame gravitazionale

$$ \Omega = G \int \frac {M_r \rho}{r}$$

che fornisce in ogni istante il bilancio dell'energia prodotta lungo tutta la precedente storia della stella a spese del campo gravitazionale.

La Fig. 8.25 riporta nel pannello inferiore un esempio di tali andamenti nel caso di una stella di 5 M$_{\odot}$ di composizione solare, seguita dalla Sequenza Principale sino alle fasi avanzate di AGB lungo la traccia riportata nel pannello superiore della stessa figura.

Se ne trae la sorprendente evidenza di quanto l'intervento dell'energia nucleare, intrecciandosi con le condizioni strutturali, finisca con il modificare la semplice pittura che avevamo a suo tempo derivato dal Teorema del Viriale. In effetti la Fig. 8.25 mostra che, in totale, l'energia gravitazionale della struttura rimane per lungo tratto del'evoluzione addirittura minore di quella del modello di MS, finendo con l'aumentare sensibilmente solo durante la fase di crescita del nucleo degenere di CO durante la fase di AGB.


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Fig. 8.25 Pannello superiore: Traccia evolutiva di una stella di 5 M$_{\odot}$ e composizione chimica solare. Pannello inferiore: Andamento temporale dell'energia dii legame della struttura di cui al pannello superiore. Le frecce indicano alcune fasi evolutive.

La storia di una stella, come dipinta dal Viriale, e' dunque largamente una storia dei nuclei stellari, mentre le varie e successive espansioni degli inviluppi tendono a bilanciare le variazioni dell'energia totale gravitazionale. Come mostrato in Fig. 8.26, la storia gravitazionale di una piccola massa quale il Sole, risulta ancor più lineare, con le fasi di combustione centrale a legame sensibilmente costante, l'aumento di legame durante le fasi di combustione a shell e l'evidente espansione causata dal flash dell'elio e il conseguente riaggiustamento della stella in una struttura di HB. In passim, dai dati in figura, si ricava facilmente l'antica evidenza per la quale l'energia gravitazionale del Sole potrebbe sostenere l'attuale luminosità per meno di 108 anni.


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Fig. 8.26 Andamento temporale dell'energia di legame di una struttura di 1 M$_{\odot}$ seguita dalla fase iniziale di Sequenza Principale sino alle fasi avanzate di Ramo Asintotico.

Come accennato in precedenza, il motore di tutta l'evoluzione delle strutture stellari resta peraltro e in ogni caso la gravitazione, il cui contributo energetico è all'origine della serie di complessi fenomeni che caratterizzano la vita delle strutture stellari e che, sola, riesce a risvegliare l'energia latente nei nuclei per porla a disposizione della stella.


c08/la_storia_gravitazionale.txt · Ultima modifica: 03/10/2017 10:50 da marco