La formazione stellare

Buonasera
• Benvenuti al
Corso Sulla
Formazione
Stellare
organizzato
dal G.A.E.
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La Terra, durante il suo moto di rivoluzione intorno al Sole,
attraversa due momenti fondamentali per la vita dell’uomo: l’alba
ed il tramonto.
Il Sole infatti sorge ad Est, culmina allo Zenit, e tramonta ad Ovest.
Appena il Sole tramonta, appaiono …
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Le Stelle
La luce di altri Soli
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Cosa sono le stelle
• Le stelle sono gli oggetti puntiformi che
popolano la notte;
• A qualsiasi ingrandimenti rimangono dei
punti luminosi vista l’enorme distanza che
ci separa da loro;
• Sono le sorelle del nostro Sole.
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• Le stelle sono classificate in base a vari
modelli. Abbiamo infatti:
• Le Nane Bianche (sono le stelle più piccole,
a volte poste al centro di nebulose
planetarie);
• Le Stelle della Sequenza Principale (Sole);
• Le Giganti Rosse (Betelgeuse);
• Le Supergiganti Rosse (Arturo, Antares);
• Le Giganti Azzurre (Rigel, etc);
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Come nascono le stelle
• Le stelle nascono dalla
contrazione di gas sparso
nello spazio, che per
gravità inizia a ruotare su
stesso. Questa rotazione
avviene quando una
stella passa nelle
vicinanze della nube,
oppure quando la nube
subisce un’onda d’urto
generata da una vicina
supernova.
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Il nucleo collassa e si accende
• Nel centro della nube in
rotazione, la temperatura
sale fino a raggiungere i
10.000.000 di gradi. In quel
momento inizia il processo
di fusione dell’idrogeno e la
stella si “ accende ”
• Nel nucleo stellare
l’idrogeno viene
trasformato in elio
attraverso la fusione
nucleare. La reazione
genera un’energia enorme
che permette alla
protostella di splendere e
di contrastare la forza di
gravità che tende a
comprimerla.
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La stella matura
• La protostella
mantenendo la sua
rotazione, creerà
un vento ”detto
vento stellare”,
che soffierà
lontano dagli strati
esterni stellari,
tutto il materiale
non più
indispensabile.
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• L’equilibrio viene così
mantenuto, sino
all’esaurimento
dell’idrogeno al centro
della stella. Quando
questo avviene, la stella si
contrae sotto la forza di
gravità. Questa
contrazione genera una
pressione altissima, tale da
portare il centro stellare a
temperature
sufficientemente alte, da
innescare la fusione
dell’Elio.
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Struttura di una stella
• Terminata la fase di
svezzamento, la stella
andrà ad avere una
struttura così composta:
• Nel nucleo, la fusione
nucleare produce Elio, gli
strati più esterni,
rimangono composti al
98% da idrogeno con
temperature “più fredde”
rispetto al centro stellare.
Questo comporta il
classico colore rosso delle
stelle.
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Diagramma HR
• Durante lo studio della composizione stellare, due
astronomi tedeschi, introdussero i paramete di
alcune stelle (magnitudine visuale e temperatura),
su un diagramma. Questo diagramma prende il
loro nome. Il Diagramma HR o Hershell – Russel,
è una rappresentazione grafica dell’evoluzione che
ogni stella subisce lungo tutto il suo ciclo vitale.
• Il nostro Sole è nella fase di “Sequenza
Principale”, cioè nella vita media di una stella.
• Sta infatti ancora trasformando l’idrogeno in elio.
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Diagramma HR
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PARAMETRI STELLARI
(Colore e temperatura effettiva delle stelle)
Stelle rosse
2.000 – 4.000° C
Stelle arancione
4.000 – 5.000° C
Stelle gialle
5.000 – 7.000° C
Stelle bianche
7.000 – 15.000° C
Stelle azzurre
15.000 – 30.000° C
Stelle blu
30.000 – 35.000° C
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Come evolvono
• Il processo di evoluzione stellare, dalla
nascita alla morte, crea i presupposti che
hanno permesso all’Universo di evolvere e
di creare gli elementi di cui sono composte
le Galassie, le Nubi Interstellari, le Stelle ed
il loro corteo di pianeti, compresi anche noi.
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Le stelle doppie e più
• A volte capita che la
nube in rotazione
subisca una scissione
in più parti e questa
separazione creerà
due o più stelle, che
inizieranno a ruotare
su un asse comune.
• Classico esempio:
MIZAR nell’Orsa
Maggiore.
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Esempio di Stella Doppia
• La cartina identifica
Mizar, una doppia (in
realtà un sistema
ottuplo), nella
costellazione dell’Orsa
Maggiore.
• (Nelle immagini
gentilmente concesse da
Wikipedia e Cart du Ciel,
sono indicate dalla freccia
verde in ingrandimento).
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Novae
• Le novae sono
stelle che a
ciclo periodo,
subiscono un
aumento o una
diminuzione
della loro
luminosità.
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Come muoiono
• Quando nel nucleo si è
formato il carbonio, il
processo di contrazione e
riaccensione, non funziona
più e la stella inizia a
collassare su se stessa per
forza di gravità.
• Data la massa della stella
progenitrice, possiamo
avere:
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Le nebulose Planetarie
• Sono ciò che rimangono di
stelle, con massa simile al
nostro Sole, che al termine
della loro esistenza,
rilasciano gradatamente il
materiale che le compone.
Questo materiale formerà
un disco di materiale in
allontanamento dal
sistema. La stella centrale,
pian piano si spegnerà ed
assumerà un colorito scuro,
prendendo il nome di
“nana bruna”.
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Supernovae
• Le Supernovae, sono
generate dall’esplosione di
stelle grandi (dette
massicce), al termine della
loro vita.
• Esempio: la nebulosa M1
(Nebulosa del Granchio),
nella Costellazione del
Toro.
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Resto di Supernova
Tutta la materia che la stella aveva creato nell’arco del tempo viene
disseminata nello spazio creando un “Resto di Supernova” . Questo
resto è composto da tutti gli elementi che il nucleo stellare ha
composto.
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• E’ grazie al processo di evoluzione stellare
che si sono creati nell’Universo
primordiale, i mattoni base che hanno
permesso alle nuove generazioni stellari, di
poter avere intorno a se, un proprio corteo
di oggetti (pianeti, asteroidi, comete).
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Tabella Periodica degli Elementi
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La Stella di Neutroni o Pulsar
• Se la massa del residuo è minore di 3 masse solari, si crea
una “ Stella di Neutroni “.
• La Stella di Neutroni, è composta dalla fusione degli atomi
di carbonio.
• Hanno una pressione altissima ed un cucchiaio di questo
materiale se portato sulla Terra, peserebbe quanto un
autotreno a pieno carico.
• La stella di neutroni, comportandosi come una qualsiasi
stella, spazza il materiale intorno al suo asse di rotazione
ed emette un suono.
• Questo suono, sembra una pulsazione, ed il sistema radio,
permette di rilavarle.
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Composizione Stella di Neutroni
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Rappresentazione di una Pulsar
• La stella di neutroni ha un
campo gravitazionale
fortissimo e genera onde
elettromagnetiche che
sfuggono al campo
gravitazionale attraverso i
poli stellari.
• Se questi sono rivolti verso
la Terra, si possono udire gli
impulsi velocissimi generati
dalla rotazione della stella,
ovvero il suo“ Pulsarare “
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Esempio della Pulsar del
Granchio
• La Pulsar nella
Nebulosa del Granchio
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Esempio della Pulsar nella Vela
La Pulsar nella Costellazione della Vela
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Il Buco Nero
• Se la massa del residuo è maggiore di 3 masse solari, si crea
un “ Buco nero “ un oggetto la cui forza di gravità ripiega lo
spazio-tempo su se stesso e non fa uscire più nulla.
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L’Orizzonte degli Eventi
• L’Orizzonte degli Eventi è una previsione
della relatività generale che dovrebbe dare
luogo ad un "confine" tale che tanto la
materia quanto la luce non lo possano
attraversare.
• Un orizzonte degli eventi divide quindi lo
spaziotempo in regioni causalmente
sconnesse, dal momento che esse non
possono interagire tra loro tramite alcunché.
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L’emissione di Hawking
• In realtà un buco nero non è del tutto nero: esso
emette particelle, in quantità inversamente
proporzionale alla sua massa, portando ad una
sorta di evaporazione. Questo fenomeno,
dimostrato nel 1974 per la prima volta dal fisico
Stephen Hawking, è noto come radiazione di
Hawking ed è alla base della termodinamica dei
buchi neri. Alcune sue osservazioni sull'orizzonte
degli eventi dei buchi neri, hanno portato inoltre,
alla formulazione del principio olografico.
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Leggende sui Buchi Neri
• Per il loro fascino esotico, oltre che per le
difficoltà concettuali e matematiche che li
caratterizzano e li governano, i buchi neri
appaiono in molte leggende
pseudoscientifiche, accompagnati da
compagni più o meno possibili quali:
• I Buchi Bianchi;
• I Wormhole o Tunnel Cosmici.
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I Buchi Bianchi
• Un'ipotesi suggerita a livello divulgativo che ha
avuto fortuna nelle speculazioni fantascientifiche,
afferma che ad ogni buco nero, corrisponda un
misterioso buco bianco da cui la materia
inghiottita riemerge. Le varianti di questa
leggenda vogliono che la materia riemersa abbia
acquisito strane proprietà, solitamente
trasformandosi in una massa equivalente di
antimateria.
• Non esiste alcuna prova né sperimentale né teorica
che preveda l'esistenza dei buchi bianchi.
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I Wormhole o Tunnel Cosmici
• La leggenda sui Wormhole, o Tunnel
Cosmici, nasce da alcune teorie scientifiche,
a carattere speculativo sull'argomento. La
versione più comune della leggenda ritiene
che il Buco Nero deformi talmente tanto lo
spazio circostante attorno al proprio
Orizzonte degli Eventi, tale da portare due
lembi di spazio-tempo, solitamente distanti,
a toccarsi. I Wormhole diverrebbero quindi
percorribili (almeno in teoria), permettendo
viaggi nel tempo a velocità superluminali.
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I Wormhole o Tunnel Cosmici
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• Grazie per l’attenzione prestatami.
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