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c09:ammassi_di_disco_e_masse_intermedie

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Linea 1: Linea 1:
 +====== 9.2 Ammassi di disco e masse intermedie ======
  
 +<WRAP justify>
 +In questa, come nelle seguenti sezioni di questo capitolo,
 +intendiamo proporre una serie di esempi che illustrino almeno
 +nelle loro linee fondamentali le numerose problematiche connesse
 +all'utilizzazione dello strumento evolutivo, al fine di porne in
 +luce le potenzialità ma anche i limiti e le eventuali
 +assunzioni. Inizieremo dal caso degli [[wp.it>ammassi stellari]] in
 +prossimità del [[wp.it>Sole]], che rappresentano un campione privilegiato
 +per la raggiunta solidità dei relativi dati osservativi. Per
 +lungo tempo il confronto tra teoria ed osservazioni  era rimasto
 +infatti solo parzialmente significativo a causa dell'assenza di
 +informazioni sulla distanza degli ammassi e, di conseguenza, sulla
 +magnitudine assoluta delle stelle.
 +
 +Il satellite astrometrico [[wp.it>Hipparcos]], lanciato nel 1989, ha
 +finalmente colmato tale lacuna, consentendo di determinare
 +trigonometricamente la distanza di alcuni degli ammassi stellari
 +più vicini al Sole (//un altro deciso progresso delle conoscenze in questo settore ci si
 +attende dalla [[wp.it>Satellite_Gaia|missione Gaia]], attualmente in corso di svolgimento//). La Fig. 9.1 pone a confronto il
 +diagramma CM dell'ammasso delle [[wp.it>Iadi]], già a suo tempo  riportato
 +in [[c01:diagramma_hr_e_isocrone_di_ammasso|Fig. 1.6]], con le isocrone teoriche prodotte utilizzando modelli
 +classici (no //overshooting invasivo//, no //breathing pulses//) basati
 +sulle più recenti ingredienti di microfisica testimoniati in
 +letteratura a tutto il 2004. Si noti che per età inferiori a
 +qualche miliardo di anni gli effetti della diffusione risultano in
 +ogni caso negligibili.
 +\\
 +\\
 +{{:c09:fig9_01.jpg?500}}
 +\\
 +**Fig. 9.1** Diagrammi CM per le stelle degli ammassi
 +aperti Iadi e Pleiadi. In ascissa e ordinata sono riportati
 +rispettivamente i colori intrinseci e le magnitudini assolute. Le
 +linee riportano le isocrone teoriche per gli indicati valori di
 +metallicità dei due ammassi e per il valore di mixing length
 +l=1.9 H<sub>P</sub>. La linea a tratti mostra la collocazione della Sequenza Principale
 +predetta per l=2.2 H<sub>P</sub>.Sono riportate indicazioni per le età
 +delle due isocrone,  per l'equazione di stato (EOS) e le
 +trasformazioni nel piano osservatico ("Colori"
 +\\
 +\\
 +Nella stessa figura sono riportati anche i dati osservativi per un
 +altro ammasso aperto in vicinanza del Sole, le [[wp.it>Pleiadi_(astronomia)|Pleiadi]], anch'essi
 +confrontati con le relative predizioni teoriche. Iniziamo con
 +l'osservare che il confronto della  teoria con i dati osservativi
 +richiede che lo strumento evolutivo, che fornisce l'isocrona nel
 +diagramma HR teorico nel piano logL, logT<sub>e</sub>, sia ulteriormente
 +integrato da opportune relazioni che colleghino logL, logT<sub>e</sub>
 +alle //magnitudini// e //colori// nelle prefissate bande usate
 +nell'osservazione.
 +
 +I dati in figura mostrano che utilizzando aggiornate valutazioni
 +di tali due ingredienti la teoria appare in confortante accordo
 +con le distribuzioni osservate. Evidenza tanto più solida in
 +quanto la figura stessa mostra come le assunzioni sul valore della
 +//mixing length// non influenzino le stelle di Sequenza Principale
 +alle maggiori temperature, e abbiano anche una limitata influenza
 +sulle stelle di minor massa nella sequenza, che sappiamo dover sviluppare
 +inviluppi convettivi. Si noti al proposito come all'ulteriore
 +diminuire della massa (e della temperatura efficace) diminuisca
 +per infine svanire l'influenza del trattamento della convezione,
 +che diviene progressivamente sempre più adiabatica.
 +
 +Come già abbiamo discusso, la scelta della lunghezza di
 +rimescolamento è invece critica per la collocazione delle
 +Giganti Rosse.  La presenza nelle Iadi di due giganti in fase di
 +combustione di He consente così di calibrare tale lunghezza al
 +valore l$\sim$ 1.9H$_P$, in rimarcabile accordo con il valore
 +ricavato dal [[wp.it>Modello_Solare_Standard|Modello Solare Standard]] 
 +calcolato nel quadro del medesimo scenario teorico. Come indicato in figura, le isocrone
 +consentono infinedi ricavare per i due ammassi età pari a 130
 +milioni di anni per le Pleiadi  e a 520 milioni per le Iadi,
 +gettando una prima luce sulla storia della formazione degli
 +ammassi nella nostra Galassia.
 +
 +E' subito necessario precisare che con quanto sopra non si intende
 +dare una risposta probante e definitiva ad argomenti sui quali è
 +ancora aperto il dibattito. L'introduzione di //overshooting
 +invasivo// aumenterebbe la valutazione delle età, lasciando
 +pressochè inalterata la bontà del "fitting". Così come non
 +vi è generale accordo sulla metallicità da assegnare alle
 +[[wp.it>Pleiadi_(astronomia)|Pleiadi]]. 
 +Qui, come nel seguito, si intende fare uso di opportuni
 +esempi per illustrare il tipo di procedure utilizzate nel raccordo
 +tra teorie evolutive ed osservazioni, avvertendo peraltro - come
 +stiamo facendo - delle "variabili nascoste" esistenti nelle diverse
 +problematiche.
 +
 +Ove si accetti la precedente validazione, su tale base è
 +evidentemente possibile estendere l'indagine a qualsivoglia
 +[[wp.it>Ammassi_aperti|ammasso aperto]] della nostra Galassia, questa volta però
 +ricavando moduli di distanza e magnitudini assolute delle stelle
 +di un ammasso  dal "fitting" delle Sequenze Principali, cioè
 +dall'imporre che la distribuzione delle sequenze osservative
 +corrispondano alle predizioni teoriche come valutate per i valori
 +di metallicità determinati spettroscopicamente per i vari
 +ammassi. Notiamo peraltro che in caso di [[wp.it>Arrossamento_interstellare|arrossamento
 +interstellare]] non trascurabile, con tale metodo si ricava non il
 +modulo di distanza "vero", differenza tra le magnitudini non
 +arrossate (m-M)<sub>0</sub>, ma un modulo di distanza (m-M) in cui
 +all'effetto di distanza si somma quello dell'//assorbimento//. Nel
 +caso della banda visuale si ha, ad esempio, 
 +\\
 +\\
 +(V-M$_V$) =
 +(V-M$_V$)$_0$ + A$_V$ = (V-M$_V$)$_0$ + 3.1 E(B-V). 
 +\\
 +\\
 +In tale
 +contesto notiamo che parlare genericamente di un modulo di
 +distanza DM può talora ingenerare equivoci, dovendosi
 +preferire le forme esplicite 
 +\\
 +\\
 +(V-M$_V$) oppure (V-M$_V$)$_0$
 +\\
 +\\
 +e simili.
 +\\
 +\\
 +{{:c09:fig9_02.jpg?500}}
 +\\
 +**Fig. 9.2** Diagramma CM osservativo per l'Ammasso
 +Globulare NGC1866 nella Grande Nube di Magellano. La linea nel
 +corpo della Sequenza Principale e la sequenza di punti indicata
 +dalla freccia mostrano il "best fitting" con l'isocrona teorica
 +popolata con una distribuzione casuale delle masse. La freccia
 +indica la sequenza teorica dei modelli in combustione di elio.
 +\\
 +\\
 +
 +Di particolare rilevanza appare l'estensione di simili procedure
 +agli Ammassi Globulari delle Nubi di Magellano. La Fig. 9.2
 +riporta il best fitting dell'[[http://goo.gl/DFT0|ammasso NGC1866]] nella
 +[[wp.it>Grande_Nube_di_Magellano|Grande Nube]], 
 +come ottenuto per un'età di 140 milioni di anni e
 +gli indicati parametri di composizione chimica. Seguendo la
 +procedura nota in letteratura come "Ammassi sintetici" al posto
 +della linea isocrona cui abbiamo sin qui fatto riferimento, la
 +figura riporta la distribuzione di stelle lungo l'isocrona stessa
 +come predetta sulla base di una distribuzione casuale delle masse
 +evolventi. Tale procedura consente di aggiungere all'informazione
 +sul luogo dei punti del diagramma coperto dall'isocrona anche
 +l'informazione sull'atteso popolamento delle varie fasi evolutive
 +mostrando ad esempio, nel caso in figura, come a causa dell'alta
 +velocità evolutiva non ci si attendono stelle nella vasta
 +regione che separa la Sequenza Principale dalle Giganti Rosse in
 +fase di combustione di elio.
 +
 +Il caso di NGC1866 ci consente di meglio valutare quanto a suo
 +tempo affermato sull'importanza degli Ammassi Globulari giovani
 +nelle [[wp.it>Nubi_di_Magellano|Nubi di Magellano]]. Si riconosce infatti come tale //cluster//
 +rappresenti la controparte extragalattica di un ammasso galattico
 +quale le Pleiadi, avendo simile età e non eccessivamente
 +dissimile composizione chimica. A causa della grande differenza di
 +popolazione, NGC1866 contiene peraltro qualche centinaio di
 +Giganti Rosse in fase di combustione di elio laddove le Pleiadi
 +non ne mostrano nemmeno una.  Gli ammassi giovani delle Nubi
 +rappresentano quindi un eccezionale campione che consente di
 +ottenere dati statisticamente rilevanti sul popolamento delle fasi
 +avanzate di combustione di elio in masse intermedie e, di
 +converso, sui relativi tempi evolutivi. Per tale motivo NGC1866
 +è stato sovente utilizzato per indagare l'efficinza
 +dell'//overshooting invasivo//, peraltro sinora con controversi
 +risultati.
 +
 +Notiamo infine come il //best fitting//, oltre a confortare le
 +capacità predittive della teoria ed a fornire una stima
 +dell'età di quell'ammasso, fornisce anche una stima della
 +distanza dell'ammasso e, con esso, della Grande Nube di Magellano.
 +Ne risulta infatti un modulo di distanza (V-M$_V$) = 15.5 da cui
 +un modulo di distanza intrinseco (V-M$_V$)$_0 \sim$15.35. Senza
 +entrare al momento in problematiche che affronteremo più oltre,
 +accenniamo qui alla grande importanza di una precisa
 +determinazione della distanza della Grande Nube: da tale distanza
 +segue infatti la calibrazione della relazione periodo luminosità
 +delle variabili [[wp.it>Cefeidi]] della nube stessa, primo gradino che porta
 +a definire una //scala delle distanze// per l'Universo intero.
 +
 +Come ulteriore elemento di possibili indagini, notiamo infine come
 +la conoscenza della relazione teorica massa-luminosità lungo una
 +Sequenza Principale consenta di ricavare con facile calcolo la distribuzione di
 +stelle lungo tale sequenza per ogni assunto valore della
 +distribuzione iniziale di massa IMF, parametro che vedremo essere
 +di  rilevanza centrale nella storia delle popolazioni stellari. Il
 +confronto con le osservazioni consente quindi di esplorare il
 +vaolre dell'esponente dell'IMF in tutti quegli ammassi con MS
 +sufficientemente popolate per fornire risultati statisticamente
 +rilevanti. A titolo di esempio, la Fig. 9.3 mostra
 +come la Sequenza Principale del [[http://goo.gl/NlVa|cluster NGC2004]] della Grande Nube, il cui diagramma
 +colore-magnitudine  è stato riportato nel precedente capitolo alla  Fig. 8.6,
 +segua con buona precisione una distribuzione IMF con esponente di
 +Salpeter, risultando per il numero di stelle N al variare della
 +massa M dN/dM = M$^{-2.35}$.
 +\\
 +\\
 +{{:c09:fig9_03.jpg}}
 +\\
 +** Fig. 9.3 ** Il numero di stelle di Sequenza Principale nell'ammasso
 +NGC2004 con luminosità superiore alla magnitudne V in funzione
 +di V (//Distribuzione cumulativa//) confrontato con le
 +predizioni teoriche per i vari indicati valori dell'esponente
 +della //IMF//. Il numero di stelle è normalizzato al numero di
 +Giganti Rosse in combustione di elio
 +</WRAP>
 +===== Percorsi bibliografici =====
 +
 +  * (EN) //Brocato, E. et al. (2003)// [[http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/bib_query?2003AJ....125.3111B|The Luminosity Function of the Large Magellanic Cloud Globular Cluster NGC 1866]] 
 +  * (EN) // Caloi, V.; Cassatella, A. (1995)// [[http://adsabs.harvard.edu/abs/1995A%26A...295...63C|On the evolutionary status of the LMC cluster NGC 2004]]
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 +~~DISQUS~~

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