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A8.5 Strutture deficienti in metalli e M_up
Le stelle, a parità di massa, al diminuire dei metalli risultano
progressivamente “più calde”, alludendo con ciò alla
predizione di maggiori temperature centrali. Ne segue, come
discusso in altro punto, una corrisponente diminuzione della massa
della RGT. Nel caso delle grandi masse, per <tex>Z$\le$ 0.002</tex>
ne segue anche una accelerazione della combustione dell'elio, il cui
innesco avviene prima che la struttura raggiunga la sua traccia di
Hayashi. E' facile comprendere come tale effetto scali con le
masse: masse minori hanno temperature centrali minori e e saranno
necessarie minori metallicità per innalzare sufficientemente le
temperature e produrre l'innesco anticipato. In effetti la Fig. 8.22
mostra come scendendo a Z=10-4 anche le
masse intermedie mostrano un simile comportamento. A metallicità
ancora minori, piccole masse anticiperanno l'innesco dell'elio
diminuendo progressivamente la luminosità del tip del Ramo delle
Giganti.
Fig. 8.22 Tracce evolutive per masse intermedie con
metallicità Z=10-4
Fig. 8.23 Evoluzione temporale dei nuclei convettivi
in strutture con Z=10-10 e gli indicati valori delle masse.
In ascissa la concentrazione di idrogeno al centro Xc
L'effetto della metallicità sul valore di <tex>M$_{up}$</tex> è più
complesso. L'innesco della combustione del Carbonio resta infatti
collegato alle dimendioni del nucleo di CO e tali dimensioni
risultano anche dal tipo di reazioni che hanno sorretto la fase di
combustione dell'idrogeno. Diminuendo la metallicità a partire
da valori solari, a parità di massa aumentano i nuclei
convettivi e diminuisce corrispondentemente il valore di <tex>M$_{up}$</tex>.
Al progressivo diminuire di Z inizia però ad essere
progressivamente sfavorita la combustione CNO, che è all'origine
dei nuclei convettivi, a favore della catena pp. Ciò riduce la
dimensione dei nuclei convettivi, sfavorendo l'innesco del
Carbonio ed innalzando nuovamente il valore di <tex>M$_{up}$.</tex>
Come caso limite, la Fig. 8.23 riporta la storia dei
nuclei convettivi in strutture di masse intermedie e grandi con
Z=10-10. In tutti i casi, la ricrescita della convezione nel
corso della combustione centrale di idrogeno corrisponde
all'intervento della reazione <tex>3$\alpha$</tex> con la conseguente
produzione di Carbonio “fresco” che incentiva un passaggio verso
la combustione CNO. Le conseguenze su <tex>M$_{up}$</tex> sono mostrate in
8.X : in strutture deficienti in metalli il
valore di <tex>M$_{up}$</tex> risale sensibilmente. Se a ciò corrispondesse
anche una diminuzione della perdita di massa, forse masse
intermedie delle prime popolazioni stellari potrebbero non
terminare le loro vitsa come Nane Bianche di CO, ma subire la
deflagrazione del Carbonio.
Fig. 8.24 Andamento di <tex>M$_{up}$</tex> al variare della
metallicità.