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c08:la_transizione_tra_masse_piccole_e_intermedie

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Linea 1: Linea 1:
 +====== 8.2 La transizione tra masse piccole e intermedie ======
  
 +<WRAP justify>
 +Il dominio delle piccole masse resta definito dalla combustione
 +di idrogeno in una shell che circonda un nucleo di He
 +elettronicamente degenere, condizione che contrasta l'innesco
 +della combustione dell'He e prolunga l'evoluzione in combustione
 +di H lungo il Ramo delle Giganti sino allo sviluppo dell'
 +He-flash in una struttura con luminosità migliaia di volte
 +quella solare e con un nucleo di He che raggiunge all'incirca le
 +0.5 $M_{\odot}$. All'aumentare della massa stellare viene
 +progressivamente rimossa la degenerazione e, corrispondentemente,
 +viene progressivamente facilitato l'innesco dell'He che avviene
 +prima e con un nucleo di He più piccolo (in massa). Rimossa la
 +degenerazione la struttura è ormai entrata nel dominio delle
 +masse intermedie.
 +\\
 +\\
 +{{:c08:fig8_02.jpg?450}}
 +\\
 +** Fig. 8.2 ** Andamento di alcune variabili di struttura
 +al variare della massa stellare alla transizione tra piccole masse
 +e masse intermedie. Pannello superiore: massa del nucleo di He
 +all'innesco della reazione 3$\alpha$. Pannello intermedio:
 +luminosità del primo modello in combustione quiescente di He.
 +Pannello inferiore: tempi di vita in fase di combustione di He
 +centrale.
 +\\
 +\\
 +La Fig. 8.2 riporta alcuni dettagli che illuminano il
 +comportamento delle strutture al variare della massa attraverso la
 +transizione dalle piccole masse alle masse intermedie per
 +composizioni di tipo solare. Il pannello superiore mostra come
 +alle masse minori il nucleo di He all'innesco dell'He (flash) si
 +mantenga sensibilmente costante, diminuendo leggermente
 +all'aumentare della massa. Attorno alle 2.0 $M_{\odot}$ inizia una
 +rapida transizione ed il nucleo di He raggiunge un minimo per
 +M=2.3 $M_{\odot}$. In questa struttura la degenerazione è ormai
 +rimossa e l'innesco dell'elio avviene in maniera quiescente. Il
 +nuovo aumento  al di sopra di M=2.3 $M_{\odot}$ origina dal fatto
 +che la 2.3 $M_{\odot}$ in Sequenza Principale ha già sviluppato un nucleo
 +convettivo, che all'esaurimento dell'H centrale si trasformerà
 +in un nucleo di elio, e che tale nucleo convettivo cresce al
 +crescere della massa della stella.
 +
 +Il pannello intermedio mostra come tali variazioni si riflettano
 +sulla luminosità delle strutture. Sino a circa 2.0 $M_{\odot}$,
 +nonostante la leggera diminuzione del nucleo di He, la
 +luminosità aumenta, segnalando che l'aumentata massa degli
 +inviluppi accresce l'efficienza della shell di H, compensando la
 +diminuzione del nucleo e governando la luminosità totale della
 +struttura. Nella fase di transizione è invece la forte
 +diminuzione del nucleo che prende il sopravvento, inducendo una
 +corrispondentemente rapida diminuzione della luminosità. Sono
 +infine ancora le dimensioni del nucleo di He a guidare la
 +risalita della luminosità sopra le  M=2.3 $M_{\odot}$, con una
 +crescita che continuerà regolarmente al crescere della massa
 +stellare e del conseguente aumento dei nuclei convettivi.
 +
 +Il pannello inferiore riporta infine la rilevante evidenza di come
 +la durata della fase di combustione di He centrale sia regolata
 +dalle dimensioni del nucleo di He, regola di cui faremo uso nel
 +discutere gli effetti di un eventuale esteso //oveshooting//
 +( --> A8.1). Se ne trae l'evidenza che giusto alla
 +transizione le strutture stellari mostrano una eccezionale durata
 +della fase di combustione di He centrale, permanendo in tale fase
 +più del doppio del tempo di ogni altra massa, sia minore che
 +maggiore. Evidenza che in taluni casi si deve tradurre in una
 +particolare abbondanza di tali strutture.
 +
 +Più in generale, dai dati in Fig. 8.2 e sulla base
 +dei tempi in [[c05:zams|Tabella 5.1]], si trae l'evidenza che una popolazione
 +stellare di composizione solare e di assegnata età, comincerà
 +a sviluppare un Ramo delle Giganti dopo circa 600 milioni di anni,
 +tempo evolutivo di una struttura M=2.3 $M_{\odot}$ all'esaurimento
 +dell'H centrale. A 800 milioni di anni, tempo della combustione di
 +H di una M=2.1 $M_{\odot}$, il Ramo delle Giganti è ormai
 +formato e permarrà per tutti i tempi successivi. Questa fase di
 +apparizione del Ramo delle Giganti prende in letteratura il nome
 +di //Red Giant Transition// (RGT) e segna il rapido passaggio
 +dalle tipiche polazioni giovani, a giganti blu, alle popolazioni
 +più anziane dominate dalle Giganti Rosse.
 +
 +Tempi e masse della //Red Giant Transition// dipendono dalla
 +composizione chimica originale delle stelle. La stessa Fig. 8.2
 +mostra come una diminuzione dell'elio originale si
 +traduca in un aumento della massa di transizione. Ciò appare in
 +accordo con la regola più volte enunciata secondo la quale
 +diminuire il contenuto di elio (diminuire il [[wp.it>Peso_molecolare|peso molecolare]]
 +medio) produce strutture più fredde e, di conseguenza, più
 +affette da [[wp.it>Elettrone_degenerato|degenerazione elettronica]]. Analogamente si può
 +facilmente predire che al diminuire della metallicità deve
 +diminuire anche la massa di transizione: una diminuzione di
 +metallicità produce infatti strutture più calde e meno
 +soggette alla degenerazione elettronica.
 +\\
 +\\
 +{{:c08:fig8_03.jpg?450}}
 +\\
 +**Fig. 8.3** Collocazione nel diagramma HR dei modelli
 +di cui alla figura precedente.
 +\\
 +\\
 +La Fig. 8.3 mostra infine la collocazione nel
 +diagramma HR di strutture di transizione all'inizio della loro
 +fase di combustione quiescente di elio. All'aumentare della massa
 +i modelli raggiungono un minimo nella  temperatura efficace per
 +poi tornare verso alti valori di tale parametro ancor prima di
 +entrare nella fase di vera transizione, marcata dal successivo
 +minimo della luminosità. Superata la transizione, la
 +luminosità alla quale inizia la combustione di elio crescerà
 +infine monotonamente al crescere della massa della struttura.
 +</WRAP>
 +----
 +~~DISQUS~~

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