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c11:l_evoluzione_nucleare

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c11:l_evoluzione_nucleare [10/04/2013 14:29] marcoc11:l_evoluzione_nucleare [12/11/2015 09:13] – formattazione marco
Linea 1: Linea 1:
 +====== 11.1 L'evoluzione nucleare. ======
  
 +<WRAP justify>
 +La formazione di strutture stellari è un evento del tutto
 +naturale che segue e segna la storia dell'intero Universo. Ogni
 +singola stella, con tempi e modi condizionati dai parametri
 +strutturali,  è una sorta di macchina naturale che trasforma
 +l'idrogeno in elio e l'elio in elementi ancora pi ù pesanti.
 +Abbiamo più volte ripercorso le motivazioni che ci inducono a
 +ritenere che gli elementi cosi sintetizzati vengano riciclati
 +nella materia interstellare, contribuendo al progressivo
 +arricchimento di elementi pesanti nelle successive generazioni
 +stellari. Con questo scenario in mente, possiamo ora cambiare
 +prospettiva e spostare la nostra attenzione dalle strutture
 +stellari ancora "in funzione"  al prodotto finale di tale
 +funzionamento, interrogando la materia dell'Universo per vedere se
 +resta traccia, e quale traccia resti, di tali accadimenti.
 +\\
 +\\
 +{{:c11:fig11_01.jpg?550}}
 +\\
 +**Fig. 11.1** Curva delle abbondanze solari con indicati
 +i relativi principali processi di nucleosintesi.
 +\\
 +\\
 +Per una tale indagine il dato di partenza sperimentale  è
 +fornito dalla distribuzione delle specie nucleari nella materia
 +dell'Universo attuale. Tale dato  è fornito dall'analisi
 +spettroscopica della atmosfere stellari, che sappiamo dover
 +conservare - con minori eccezioni - la composizione chimica della
 +materia da cui quelle stelle sono nate. Analoghe osservazioni sono
 +ottenibili direttamente per il mezzo interstellare e,
 +naturalmente, abbiamo a disposizione anche il campione locale
 +costituito dalla Terra, dai meteoriti e dai corpi del sistema
 +solare resi accessibili dai veicoli spaziali.
 +
 +Il risultato di una tale indagine  è che, tenuto conto dei
 +processi selettivi che hannno certamente operato nella formazione
 +dei corpi planetari, la materia dell'Universo sembra aver
 +mantenuto nel tempo una tipica distribuzione delle varie specie
 +nucleari. Infatti se  è pur vero che, ad esempio, nella Galassia
 +il contenuto di elementi pesanti pu ò variare  tra Pop.I e
 +Pop.II anche di un fattore 100, la distribuzione delle abbondanze
 +relative non si discosta sensibilmente da quella ricavata èer il
 +Sole, riportata a suo tempo in Fig. 1.5.
 +\\
 +\\
 +{{:c11:fig11_02.jpg?500}}
 +\\
 +**Fig. 11.2** Confronto tra le abbondanze relative dei
 +nei [[wp.it>raggi cosmici]] (cerchi aperti)  e nel [[wp.it>Sole]] (cerchi pieni),
 +normalizzate all'abbondanza di He
 +\\
 +\\
 +Come mostrato in Fig. 11.1, avendo in mente la storia
 +delle reazioni nucleari nelle struttura stellare, non è
 +difficile riconoscere in tale distribuzione l'impronta del
 +funzionamento della "macchina stella". La peculiare scarsezza
 +degli elementi leggeri Li, Be e B, è quanto ci si attende dalla
 +combustione dell'idrogeno: la natura di elementi secondari nella
 +catena pp assicura infatti che tali elementi  - ove presenti -
 +debbano ridursi ai loro infinitesimali valori di equilibrio. Le
 +reazioni termonucleari possono quindi al più distruggere il
 +litio cosmologico (<tex>Li/H $\sim$ 10$^{-10}$</tex>) emerso dalla
 +nucleosintesi del Big Bang.
 +
 +
 +La successiva serie di picchi di abbondanze  che si spingono sino
 +al grande picco del Fe portano un'indubbia testimonianza delle
 +serie di reazioni che portano sino al Fe attraverso essenzialmente
 +un progressiva agglutinazione di particelle <tex>$\alpha$</tex>. E, infine,
 +il picco stesso del Fe è l'attesa conseguenza dei processi di
 +equilibrio che sappiamo dominare le ultime fasi della vita delle
 +grandi masse stellari. La prima porzione della curva delle
 +abbondanze ci parla dunque senza ambiguità di una storia di
 +interni stellari e dei loro successivi riciclaggi nella materia
 +interstellare. Resta peraltro da indagare l'origine dei nuclei
 +oltre il ferro, che non possono essere prodotti nelle reazioni
 +termonucleari che sostengono le strutture stellari.
 +
 +Prima di affrontare un tale argomento notiamo qui che gli elementi
 +leggeri Li, Be e B pongono peraltro un particolare problema.
 +L'abbondanza  di Litio nel Sole è infatti, ad esempio, superiore
 +a quella cosmologica misurata nelle atmosfere di stelle di Pop.II.
 +Deve quindi essere stato efficiente un meccanismo di produzione di
 +Li che, per quanto abbiamo detto, non può risedere nelle
 +reazioni termonucleari dalle quali tale elemento viene invece
 +distrutto. Oggi si ritiene che tale elemento venga almeno in parte
 +prodotto dall'interazione dei [[wp.it>raggi cosmici|Raggi Cosmici]] con i nuclei di
 +materia interstellare, attraverso processi di [[wp.it>Spallazione_nucleare|spallazione]].
 +Misure effettuate sia da Terra che dallo spazio mostrano infatti
 +come la Galassia sia attraversata da flussi di particelle di alta
 +e altissima energia (sino a oltre 10<sup>20</sup> eV), di gran lunga
 +superiori a quanto ottenuto sinora nei più potenti acceleratori
 +di particelle.
 +
 +Tali particelle, in gran parte protoni,  inducono reazioni di
 +impatto con i nuclei della materia interstellare, reazioni che, a
 +causa delle altissime energie in gioco, si traducono nella
 +frantumazione (la "spallazione") dei nuclei più pesanti. La
 +peculiare abbondanza di elementi leggeri nella radiazione cosmica,
 +mostrata in Fig. 11.2, fornisce una chiara
 +testimonianza dell'efficienza di un tale processo. Non pare
 +peraltro che tale meccanismo possa rendere intera ragione della
 +abbondanze osservate, talché si è ipotizzato l'intervento di
 +ulteriori meccanismi, quali reazioni indotte  dai neutrini
 +nell'esplosione di Supernovae di tipo II (//infra//) o
 +l'efficienza di reazioni del tipo
 +\\
 +\\
 +<tex>
 +$$^3He (\alpha, \gamma) ^7Be (e^+\nu)^7Li$$
 +</tex>
 +\\
 +\\
 +sia nei raggi cosmici stessi, come negli inviluppi convettivi
 +delle Giganti Rosse e, in particolare, nelle periodiche esplosioni
 +di stelle //Novae//.
 +</WRAP>
 +----
 +~~DISQUS~~
c11/l_evoluzione_nucleare.txt · Ultima modifica: 05/06/2023 10:49 da marco

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