CONOSCENZE BASE DEL SOLE 10) EVOLUZIONE E FINE DEL SOLE. (NON PERDETEVI DOMANI SUPER ARTICOLO DI PABLITO CHE DIMOSTRERA’ L’INEDEGUATEZZA DEI CONTEGGI MODERNI RISPETTO A QUELLI PASSATI!)

Il Sole é una stella con una piccola massa e , in accordo con la sua fase di evoluzione, le sue dimensioni e luminositá, si presnta come una volgarissima stella. Nel momento attuale si trova nella sua fase detta di sequenza principale , caratterizzata dal fatto di avere la sua energia attraverso reazioni di fusione dell´idrogeno in elio e, data la sua piccola massa, appena arriverá alla fase di combustione dell´elio in carbonio, cessará cosí la sua evoluzione in termini di fusione nucleare. Le differenti fase dell´evoluzione della stella possono essere caratterizzate ricorrendo a un diagramma che relaziona la temperatura effettiva a la rispettiva luminositá (diagramma di Hertzsprung-Russell – HR).

Diagramma di Hertzsprung-Russell che relaziona la temperatura allasuperfície della stella con la rispettiva luminositá o magnitudine assoluta.

Il processo di formazione di una stella come il Sole ha inizio in una nube di gas molecolare. Per instabilitá gravitazionale si comincia in una regione di questa nube, un processo di aggrgazione della massa per una zona centrale che risulterá nella formazione di una proto-stella. Questo processo di instabilitá gravitazionale é causato da onde di shock che attraversano la nube, essendo normalmente associate ad esplosioni di supernove nella vicinanza. Per effetto della gravitá il gas si agglomera in un nucleo centrale la cui temperatura aumenta gradualmente nella misura in cui la sua massa aumenta e si contrae.

Processo di formazione (inizio). La nube di gas (a) per instabilitá gravitazionale provocata per onde di shock associate a esplosioni di supernove (b) inizia un processo di aggrgazione di massa che piú tardi dará origine alla nuova stella (c).

Per conservazione del momento angolare della nube iniziale di materia, il processo di aggrgazione dá origine ad un disco di aggregazione dove si formano i pianeti. La fase di proto-stella termina quando il nucleo centrale é sufficientemente luminoso (dovuto alla contrazione e alle reazioni di fusione del deuterio) per allontanare la nube avvolgente, per un processo di pressione radiativo, entrando intanto nella fase di evoluzione di pre-sequenza principale.

Per effetto gravitazionale il gas della nube comincia ad agglomerarsi ...
... in un nucleo centrale (proto-stella) la cui temperatura aumenta gradualmente, nella misura in cui aumenta la sua massa aumenta e si contrae...
...formando un disco di aggrgazione dove si formano i pianeti.

In questa fase, il nucleo centrale continua rapidamente a contrarsi, usando essenzialmente l´energia gravitazionale da contrazione per riscaldarsi. Anche se la proto-stella é totalemte convettiva (dovuto alla sua bassa densitá e temperatura), con la contrazione il suo nucleo centrale diventa radiativo, aumentando la temperatura effettiva. Con l´aumento della densitá e della temperatura nel suo centro, presto questa ultima arriva avalori dell´ordine di 2 X 107 K, e comincia a diventare possibili le reazioni di fusione dell´idrogeno, timbrando cosí la nascita della stella. Entra intanto in una lunga fase di equilibrio – la sequenza principale – che dura fino a che esiste idrogeno per le reazioni di fusione.

la fase di proto-stella termina quando il nucleo centrale é abbastanza luminoso (dovuto alla contrazione e alle reazioni di fusione del deuterio) per allontanare la nube avvolgente.
Variazione della % degli elementi idrogéno e élio con il tempo

Durante la fase della sequenza principale non avvengono grandi mutamenti nelle proprietá globali come luminositá e raggio. Esiste appena un leggero aumento della luminositá in rapporto alla diminuzione dell´idrogeno nel nucleo, obbligando la stella ad adattarsi. Come risultato della combustione dell´idrogeno, la stella vá accumulando nel suo centro l´elio che risulta dalle sue reazioni di fusione, creando cosí un un nucleo inerte di questo elemento. L´aumento continuo del nucleo obbliga la stella ad adattarsi rapidamente per aggiustare le condizioni di produzione di energia che necessita per mantenere il suo equilibrio idrostatico. Come la massa del nucleo di elio diventa troppo elevata, la gravitá porta a che questa si trasformi in una sfera di gas degenerato, e nello stesso tempo diminuisce di diemnsione. Entriamo cosí in una fase in cui l´energia prodotta aumenta progressivaente in risposta alla contrazione del nucleo.

Il fine della sequenza principale corrisponde alla fase in cui la produzione di energia ha luogo in uno strato attorno al nucleo. Lí é prodotto piú elio che continuerá ad essere immagazzianto nel nucleo centrale.

La fine della sequenza principale corrisponde alla fase in cui la produzione di energia ha luogo, non nel centro, ma in uno strato attorno al nucleo. Lì é prodotto piú elio che continuerá ad essere immagazzinato nel nucleo centrale. Si ha cosí inizio ad una fase di instabilitá che porta la stella ad alterare tutta la sua struttura in una scala di tempo abbastanza breve. La stella si adatta al fatto di produrre energia appena in uno strato che avvolge il nucleo ma comincia ad alterare la sua luminositá e temperatura effettiva, per cui questa si muove nel diagramma H-R a destra della zona corrispondente alla sequenza principale, entrando in una fase di gigante rossa.

Fase di gigante rossa. L´espansione dell´involucro gassoso conduce ad una diminuzione della temperatura effettiva diventando la stella un un gigante rosso.

Nella misura in cui il nucleo di gas degenerato soggetto alla sua gravitá si contrae, per aumento della massa, trascina con sé gli strati ricchi in idrogeno che lo avvolgono per zone piú interne, portando ad un aumento del flusso di energia prodotta per fusione. In questo modo l´involucro della stella é obbligato a espandersi con una corrispondente diminuzione della temperatura effettiva dando origine a una gigante rossa.

Ramo assintóttico delle giganti. Nella fase finale della combustione dell´elio, la stella possiede un nucleo inerte di carbonio, seguito da uno strato di fusione di elio e da uno strato di fusione di idrogeno.

Ad un certo punto la stella ha giá perso una parte significativa del suo involucro gassoso, nella fase di espansione di gigante rossa, e il suo nucleo di elio finisce pe rarrivare a temperature sufficientemente alte per dare inizio alla combustione di questo elemnto in carbonio. Ha co´si luogo una “seconda” sequenza principale detta RAMO ORIZZONTALE. Dato che la reazione di fusione di elio in carbonio é meno efficiente di quella della fusione dell´idrogeno, la permanenza della stella in questa nuova fase di stabilitá (nel ramo orizzontale) sará molto piú corta di quella della fase di combustione dell´idrogeno, obbligando ancora una volta la stella ad evoluire.

Riassunto della nascita ed evoluzione di una stella tipo Sole.

Nella fase finale della combustione dell´elio, la stella possiede un nucleo inerte di carbonio, uno strato esterno a questo di combustione dell´elio e uno strato ancora piú esterno di combustione di idrogeno. Nuovamente con il crescimento del nucleo, adesso di carbonio, la stella acquisisce una configurazione instabile con la produzione di energia che deve aver luogo negli strati esterni. Entra cosí in una nuova fase denominato ramo assintottico delle giganti. La continua somma di massa nel nucleo porta ad una nuova fase di contrazione, in cui questo nucleo centrale trascina gli strati che lo avvolgono, risultando in un rapido aumento della produzione di energia e conseguentemente, in una nuova espansione del resto dell´involucro gassoso che ancora la avvolge. L´involucro si espande quando il gas é spinto dalla radiazione proveniente dalla elevata temperatura del nucleo che si contrae, finendo per portare la stella a perdere tutta la massa esterna nel nucleo centrale che passa ad evoluire separatamente, nella misura in cui il gas perso é restituito allo spazio interstellare. Risulta da questo processo la formazione di una nebulosa planetaria.

Evoluzione prevedibile per una stella del tipo G come il Sole

Alla fine del ramo asintottico dei giganti, quando l´involucro gassoso e perso, resta appena il nucleo centrale e la nube di materiae che é stata eiettata. Il nucleo, quasi solo di carbonio, é oltremodo piccolo, per cui la gravitá é incapace di iniziare la combustione di questo elemento, passando ad una fase di raffreddamentoman mano che perde energia termica, terminando cosí il processo di evoluzione. Il piccolo corpo sferico di carbonio degenerato che é rimasto dopo la contrazione del nucleo si chiama NANA BIANCA. Le dimensioni di questo corpo sono molto ridotte se comparate con la dimensione attuale del Sole, e la sua brillantezza si deve appena al calore che é rimasto dal processo di evoluzione e andrá ad essere progressivamente perduto raffreddando la nana bianca.

Percorso nel diagramma HR per una stella tipo il nostro Sole.

Finalmente, quando tutta l´energia térmica é rirradiata, la stella finisce di essere visibile diventando una nana-nera, questo é un diamante (carbonio cristallizato) perso nella Galassia.

SAND-RIO

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8 pensieri su “CONOSCENZE BASE DEL SOLE 10) EVOLUZIONE E FINE DEL SOLE. (NON PERDETEVI DOMANI SUPER ARTICOLO DI PABLITO CHE DIMOSTRERA’ L’INEDEGUATEZZA DEI CONTEGGI MODERNI RISPETTO A QUELLI PASSATI!)

  1. Buon domenica popolo di NIA !

    Ieri SF a 83 adesso….

    http://www.spaceweather.gc.ca/sx-4-fra.php

    Valeurs de densite de flux en ufs pour 23:00 le 2010:09:18
    La densite de flux corrigee pour 1 U.A. : 0081.9

    Un gnena faàààà …
    Se consideriamo che abbiamo anche 4 pianeti da una parte a tirare …
    in un angolo di 30/40 °…
    E’ veramente rimbambito questo ciclo !

      (Quote)  (Reply)

  2. L’ultimo lavoro di Linvingston & Penn datato 3 settembre 2010 sembra confermare l’involuzione dell’attività magnetica del nostro Sole (http://arxiv.org/abs/1009.0784v1 ). Lo sto traducendo e sintetizzando e sembra decisamente molto interessante.

    In particolare viene confermato che, indipendentemente dal ciclo solare, vi è una diminuzione della forza del campo magnetico delle macchie solari utilizzando i dati spettroscopici (sdoppiamento Zeeman emesso dagli atomi del ferro nell’atmosfera del Sole quando sono attraversati da un campo magnetico) ottenuti dalla banda di emissione del ferro a 1564.8nm, utilizzando il telescopio McMath-Pierce di Kitt Peak del National Solar Observatory (NSO) in Arizona.

    Ciò era un dato già rilevato nei loro precedenti lavori che viene ulteriormente confermato. Questa tendenza è stata osservata anche nella prosecuzione delle osservazioni sulle macchie solari del nuovo ciclo solare 24.

    In questo lavoro c’è la novità che hanno anche osservato una perfetta corrispondenza tra le variazioni di luminosità delle macchie solari e l’intensità della banda di assorbimento molecolare.

    Estrapolando una linea sul grafico di questa tendenza, Livingston e Penn hanno concluso che ciò potrebbe portare alla metà del numero di macchie solari nel ciclo 24 rispetto al ciclo di 23, e praticamente alla scomparsa delle macchie solari nel ciclo solare 25.

      (Quote)  (Reply)

  3. Pablito :

    L’ultimo lavoro di Linvingston & Penn datato 3 settembre 2010 sembra confermare l’involuzione dell’attività magnetica del nostro Sole (http://arxiv.org/abs/1009.0784v1 ). Lo sto traducendo e sintetizzando e sembra decisamente molto interessante.

    In particolare viene confermato che, indipendentemente dal ciclo solare, vi è una diminuzione della forza del campo magnetico delle macchie solari utilizzando i dati spettroscopici (sdoppiamento Zeeman emesso dagli atomi del ferro nell’atmosfera del Sole quando sono attraversati da un campo magnetico) ottenuti dalla banda di emissione del ferro a 1564.8nm, utilizzando il telescopio McMath-Pierce di Kitt Peak del National Solar Observatory (NSO) in Arizona.

    Ciò era un dato già rilevato nei loro precedenti lavori che viene ulteriormente confermato. Questa tendenza è stata osservata anche nella prosecuzione delle osservazioni sulle macchie solari del nuovo ciclo solare 24.

    In questo lavoro c’è la novità che hanno anche osservato una perfetta corrispondenza tra le variazioni di luminosità delle macchie solari e l’intensità della banda di assorbimento molecolare.

    Estrapolando una linea sul grafico di questa tendenza, Livingston e Penn hanno concluso che ciò potrebbe portare alla metà del numero di macchie solari nel ciclo 24 rispetto al ciclo di 23, e praticamente alla scomparsa delle macchie solari nel ciclo solare 25.

    Ottimo Pablito informaci quando avrai completato la traduzione per un’eventuale articolo
    e per i metodi e i tempi con quale diffondere il tutto !

      (Quote)  (Reply)

  4. Ancora un’immagine della 1108 NOAA con il telescopio a bassa risoluzione (http://www.palazzosomeda.it/Osservatorio/Sole/ParticolareSole20100919Btratt.jpg ), in confronto con la stessa immagine colta con un moderno telescopio in alta risoluzione (http://www.palazzosomeda.it/Osservatorio/Sole/ParticolareSole20100919Dtratt.jpg ) un paio d’ore dopo e tutte due senza l’intervento di alcun software di evidenziazione. Questo è quello che si vede direttamente dall’oculare dei due telescopi.: quando le macchie sono di una certa dimensione si vedono, eccome e con tanto di penombra!

    @ Michele
    Credo di finire la traduzione e la sintesi per rendere comprensibile l’articolo in un paio di giorni

      (Quote)  (Reply)

  5. @Pablito

    Ottimo Paolo!

    a Breve sarà pubblicato il tuo articoo che dimostrerà senze se e senza ma la fondatezza del nia’s count e l’inadeguatezza dei conteggi moderni del sidc nella continutà cl passato!

    Per il Sidc con ieri siamo già ad una media mensile di 11.1…

    ormai semba quasi assodato che superemo agosto a 19.6!

    con un solar flux ingolfao, come il ciclo 24 del resto!

    Il sidcinvece di difendersi con quell lettera burocratica di rsposta dovrebbe solo vergognarsi dei SN che rilascia ogni giorno!

      (Quote)  (Reply)

  6. @Pablito
    Riguardo a L&P avrei da obiettare una sola cosa : Le macchie (in valore assoluto) non diminuiranno subito… Al posto di una grossa macchia stile “tigre” avremmo una miriade di “pori” tipo morbillo.
    E quindi, usando i conteggi che abbiamo oggi, il SN inizialemnte crescerà.
    Poi, quando non cene saranno propriop piu’ …. 8)

    Ciao
    Luca

      (Quote)  (Reply)

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