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+====== 11.4 Fenomeni esplosivi: Variabili cataclismiche, Novae e Supernovae. ======
+<WRAP justify>
+L'evoluzione di strutture stellari isolate, cui abbiamo sinora
+rivolto la nostra attenzione, non rende completamente conto  della
+fenomenologia riguardante le strutture stellari.
+Abbiamo ad esempio già ricordato l'evidenza osservativa di
+[[wp.it>Variabile_cataclismica|varibili cataclismiche]]. Tali sono ad esempio le variabili tipo
+[[wp.it>U Geminorum]]: stelle che aumentano improvvisamente la loro
+luminosità tipicamente di 3-4 magnitudini e permangono a tale
+luminosità per alcuni giorni per tornare poi ad uno stato
+quiescente e ripetere il fenomeno a distanze temporali irregolari
+di settimane o mesi. Fenomeno quindi ben diverso dalle
+pulsazioni che abbiamo già discusso, e che non trova spiegazione
+all'interno dello scenario evolutivo delle strutture stellari
+isolate.
+\\
+\\
+{{:c11:fig11_07.jpg?550}}
+\\
+**Fig. 11.7** Curva di luce della variabile cataclismica
+SS Cyg, del tipo U Geminorum.
+\\
+\\
+Il nostro interesse per tali fenomeni riveste un duplice
+aspetto. Innanzitutto, a fronte dell'evidenza di fenomeni
+esplosivi, vogliamo verificare se e quanto tali fenomeni possono
+ulteriormente contribuire alla nucleosintesi di elementi pesanti.
+In secondo luogo, è anche tempo di affrontare un problema
+centrale dell'evoluzione chimica dell'Universo: quanta della
+materia sintetizzata all'interno delle  strutture stellari viene
+resitituita al mezzo interstellare, e come?
+L'osservazione mostra che le variabili cataclismiche
+sono in ogni caso membri di sistemi binari stretti. Il meccanismo
+all'origine di tale fenomenologia è infatti collegato alla
+binarietà ed è ormai sufficientemente ben conosciuto. Si è
+in ogni caso in presenza di sistemi formati da una [[wp.it>gigante rossa]] e
+una [[wp.it>nana bianca]]. In tali condizioni, se il sistema è
+sufficientemente stretto (--> ...), può innescarsi uno
+scambio di materia tra le due componenti, con gli strati
+atmosferici della gigante che cadono sulla nana bianca formando in
+genere attorno alla nana un [[wp.it>disco di accrescimento]] che
+deposita lentamente materia sulla nana stessa.
+La materia cosi stratificata alla superficie della nana è
+ricca di idrogeno, e quando tale inviluppo raggiunge una massa
+critica si innescano esplosivamente le reazioni di combustione
+dell'idrogeno, dando luogo all'improvviso aumento di luminosità.
+L'esplosione riprocessa almeno in parte il materiale sedimentato,
+la stella ritorna nel suo stato quiescente e riprende il processo
+di accrescimento che porterà a tempo debito ad una successiva
+esplosione. Il processo è ripetitivo ma non strettamente
+periodico. Per queste variabili vale, almeno qualitativamente, la legge di
+Kukarkin e Parenago, secondo la quale il tempo che intercorre  tra
+due esplosioni è tanto più lungo quanto maggiore è l'aumento
+di luminosità.
+Un meccanismo del tutto analogo è all'origine di eventi ben
+più violenti, quali sono le esplosioni delle stelle Novae. Lo
+splendore di tali stelle sale improvvisamente, in uno-due giorni,
+di almeno 10-11 magnitudini, per declinare poi lentamente (da
+qualche mese a qualche anno) verso lo splendore originale.
+Poiché nel suo stato quiescente la stella è raramente visibile
+ad occhi nudo, tali eventi furono in antico considerati come
+apparizione di nuove stelle, da cui il nome. L'energia sviluppata
+nell'evento è dell'ordine di 10<sup>45</sup>- 10<sup>46</sup> erg, pari
+quindi a quella emessa dal [[wp.it>Sole]] in circa 100 000 anni. Si stima
+che in una galassia come la nostra ogni anno si "accendano" circa
+Novae. Nelle esplosioni vengono espulsi circa 10<sup>-4</sup>
+M$_{\odot}$ di materiale elaborato nuclearmente dall'esplosione,
+fonte non trascurabile di arricchimento per la materia
+interstellare.
+Confuse per molto tempo con le Novae, le [[wp.it>Supernovae]] (SN)
+rappresentano infine un evento esplosivo di gran lunga più
+energetico. Al picco di luminosità una SN può aumentare di 20
+magnitudini (100 milioni di volte) e raggiungere 10<sup>10</sup>
+luminosità solari, emettendo quindi come un intera galassia. Che
+si sia di fronte ad un fenomeno distruttivo è rivelato , oltre
+cha dall'enorme quantità di energia emessa, dalle osservate
+velocità di espansione che si aggirano attorno ai 10<sup>4</sup> km/sec.
+L'esplosione di SN non è peraltro un fenomeno inatteso.
+L'evoluzione stellare ci ha infatti insegnato che le grandi masse
+devono terminare la loro vita con un collasso gravitazionale in
+cui vengono messe in gioco energie tipiche delle SN. E in questo
+stesso capitolo abbiamo trovato chiare tracce di un tale
+accadimento nella produzione degli isotopi "r" e "p". Il quadro
+osservativo appare peraltro più complesso, e dovrà essere
+discusso con qualche dettaglio.
+\\
+{{youtube>TwYSzpoItic?size=624x351}}
+\\
+// Una simulazione artistica di cosa accade nel caso
+di una SN Ia (Crediti ESO) //
+\\
+\\
+Le caratteristiche della [[wp.it>curva di luce]] hanno innanzitutto
+consentito di evidenziare due distinte classi di SN, Come mostrato
+in Fig.  le Supernovae di Tipo I (SNI) hanno curve di luce ben
+caratteristiche e praticamente sovrapponibili, con una prima
+rapida discesa di circa tre magnitudini seguita da un più lento
+e regolare declino.   Le SNII hanno invece un continuo regolare declino
+(//SNII lineari//) in alcuni casi interrotto da un periodo in
+cui la luminosità cessa quasi di decrescere (//SNII
+plateau//). A tali differenze nella curva di luce si accomunano
+anche caratteristiche spettroscopiche: nelle SNI sono assenti le
+righe dell'idrogeno, che appaiono invece nelle SNII.
+\\
+\\
+{{:c11:fig11_08.jpg?600}}
+\\
+**Fig. 11.8**
+ Curva di luce composita ottenuta
+sovrapponendo i dati osservativi di 38 SN di tipo I.
+\\
+\\
+Le SNII hanno le caratteristiche attese per il collasso finale di
+grandi masse. Esse appaiono infatti solo in galassie a spirale e
+solo in regioni ove sono evidenti fenomeni di recente formazione
+stellare (Regioni H II). Quindi le SNII sono quelle predette
+dall'evoluzione stellare, tipiche di una Pop. I. Ci si attende che
+nell'esplosione tali N eiettino nello spazio gli starti che
+contornano il nucleo centrale neutronizzato, lasciando come
+"remnant" o una stella di neutroni o una buca nera. Le SNI sono
+invece oggetti inattesi, che vediamo esplodere anche in galassie
+ellittiche, quindi in popolazioni antiche ove stanno ancora
+evolvendo solo piccole masse. Un più accurato studio di questo
+tipo di SN ha infine portata ad una ulteriore suddivisione delle
+SNI in tipo "a" (SNIa) nel cui spettro è presente la riga di
+assorbimento del SiII a $\lambda$ =6150 A, e SNIb ove tale riga è
+assente. La Tabella 1 riassume la corrispondente
+situazione osservativa:
+{{:c11:tabella_11_1.png|}}
+Cosa può produrre l'inattesa evidenza di SN in una popolazione
+antica? La domanda trova una naturale risposta quando si mediti
+sul fatto che le Nane Bianche di CO sono dei potenziali detonatori
+se e quando qualche meccanismo le porti a superare la massa di
+Chandrasekhar. E il meccanismo di trasferimento di massa   che
+vediamo all'opera nelle binarie cataclismiche e nelle Novae si
+adegua perfettamente a tale compito. Per completezza aggiungiamo
+che a fianco di tale meccanismo è stata anche proposta la
+coalescenza di due nane bianche mutuamente orbitanti, a causa
+della perdita di energia per
+emissione di [[wp.it>Onda_gravitazionale|onde gravitazionali]].
+Resta in ogni caso l'identificazione delle SNIa come prodotte
+dalla detonazione-deflagrazione del C, con incinerimento e totale
+dispersione della struttura.
+Non sorprendentemente, si  trova che la curva di luce delle SNIa
+è così regolare perché governata, in sequenza temporale,
+dall'energia emessa dai due decadimenti
+\\
+\\
+$$^{56}Ni \rightarrow ^{56}Co + e^+ +\nu \ \ \ (\tau = 6 d)$$
+\\
+\\
+$$^{56}Co \rightarrow ^{56}Fe + e^+ +\nu \ \ \ (\tau = 77 d)$$
+\\
+\\
+Valutazioni quantitative mostrano come in queste esplosioni
+vengano sintetizzate da 0.5 a 1 M$_{\odot}$ dell'isotopo multiplo
+di $\alpha$ $_{28}^{56} Ni$. La buona analogia tra le curve di
+luce delle SNIa e SNIb indica infine che anche le SNIb devono
+corrispondere all'incenerimento termonucleare di una nucleo
+degenere. L'assenza di tali SN nelle [[wp.it>Galassia_ellittica|galassie ellittiche]] indica
+peraltro che in questo caso tale incinerimento deve trarre origine
+dal nucleo degenere di una stella di massa intermedia. Anche in
+quest'ultimo caso la binarietà dovrebbe giocare un ruolo
+importante, producendo stelle con nuclei degeneri privi del loro
+inviluppo, osservate nella Galassia, note come
+[[wp.it>Stella_di_Wolf-Rayet|oggetti di Wolf Rayet]].
+Non è peraltro escluso che almeno nelle primissime
+generazioni stellari deficienti in metalli, a causa del combinato
+aumento di M$_{UP}$ con la possibile diminuzione della perdita di
+massa (diminuita opacità radiativa), il limite di Chandrasekhar
+possa essere stato raggiunto anche da stelle isolate di massa
+intermedia.
+</WRAP>
+----
+~~DISQUS~~