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c10:oosterhoff

A10.4 La dicotomia di Oosterhoff

Non tutti gli Ammassi Globulari galattici hanno RR Lyrae. La maggioranza anzi ne ha pochissime o nessuna, per avere i Rami Orizzontali o troppo blu o troppo rossi. Resta però un congruo numero di ammassi, circa una trentina, che contengono almeno 20 RR Lyrae, con NGC5272=M3 nel quale ne sono state scoperte oltre 200. Nel lontano 1939 l'astronomo olandese Pieter Oosterhoff portò alla luce una curiosa caratteristica delle popolazioni di RR Lyrae di tali ammassi: valutando il periodo medio dei pulsatori fondamentali (RRab) si trova che tali periodi si separano in due gruppi (Gruppi di Oosterhoff), con periodi medi rispettivamente inferiori o superiori di 0.6 d. A tale evidenza fu dato il nome di Dicotomia di Oosterhoff. Con il tempo divenne chiaro che tale dicotomia è correlata con la metallicità degli ammassi stessi: ammassi relativamente più metallici (ad es. M3) hanno periodi medi delle ab più corti di 0.6 d (I Gruppo di Oosterhoff) mentre gli ammassi meno metallici (ad es. M15) con periodi più lunghi appartengono al II Gruppo.

Attualmente le caratteristiche osservative dei due gruppi possono essere così sintetizzate:

  1. Oo.I: Periodi medi minori di 0.6d, relativamente a maggiore metallicità con minor percentuale di primi sopratoni (RRc).
  2. Oo.II: Periodi medi maggiori di 0.6d, relativamente a minore metallicità con maggior percentuale di primi sopratoni.

Le ricerche sulle origini di una tale dicotomia sono state per lungo tempo al centro di numerose indagini. Tra le varie ipotesi avanzate se ne segnalano essenzialmente due, alternative, che possono essere così riassunte:

  1. La dicotomia di Oosterhoff è essenzialmente un effetto di luminosità: gli ammassi Oo.II hanno periodi medi più lunghi semplicemente perchè hanno stelle di HB più luminose.
  2. La dicotomia di Oosterhoff è essenzialmente un effetto del popolamento della zona OR: nel gruppo Oo.I la zona OR è popolata da pulsatori fondamentali mentre negli Oo.II da FO. Gli ammassi OO.II hanno periodi più lunghi semplicemente perchè mancano delle ab a minor periodo.

La seconda ipotesi è nota come Ipotesi dell'isteresi perchè in genere collegata, ma non necessariamente, all'efficienza di un meccanismo di isteresi secondo il quale nella zona OR le stelle conserverebbero il tipo di pulsazione con cui vi sono entrate.

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Fig. 10.16 Pannello di sinistra: periodi medi delle RRab (sopra) e periodi medi fondamentalizzati (sotto) in funzione della metallicità dei cluster. Pannello di destra: istogramma dei periodi fondamentalizzati per gli ammassi M15 (Oo.II) e M3 (Oo.I. In nero il contributo delle RRc).

Senza entrare in analisi troppo dettagliate, qui ci interessa solo mostrare come i periodi fondamentalizzati forniscano un semplice approccio per dirimere la questione. Se si fondamentalizzano i periodi delle RRc e si esegue la media dell'intero campione di RR Lyrae, nell'ipotesi di isteresi tale media deve restare costante tra i due gruppi di Oosterhoff, perchè tutti i pulsatori sono presenti con egual peso. Al contrario, nel caso di effetto di luminosità il periodo medio fondamentalizzato degli Oo.II dovrebbe restare più alto di quello degli Oo.I. La Fig. 10.16 riporta la situazione osservativa. Nella parte superiore del pannello di sinistra sono riportati i periodi medi della ab in funzione della metallicità dei cluster: si nota la chiara presenza della dicotomia di Oosterhoff che si presenta attorno ad una metallicità <tex>[Fe/H]$\sim$ -1.6</tex>. Nella parte inferiore dello stesso pannello è riportato l'andamento dei periodi medi fondamentalizzati: la discontinuità scompare, confortando pienamente l'ipotesi di isteresi.

Nel pannello di destra della stessa figura sono riportati gli istogrammi delle distribuzioni dei periodi fondamentalizzati nei due ammassi più rappresentativi rispettivamente dei gruppi Oo.I (M3) e Oo.II (M15). Se ne trae l'evidenza di distribuzioni analoghe, ma con la trasformazione delle RRab a corto periodo presenti in M3 in corrispondenti RRc in M15.

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c10/oosterhoff.txt · Ultima modifica: 09/10/2017 11:55 da marco