Evoluzione stellare:

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Evoluzione stellare dalle stelle alle
galassie Stefano Covino (Osservatorio
Astronomico di Brera) Documento a cura di
Tomaso Belloni, Stefano Covino ed Ilaria Parolini
Vimercate, 8 Aprile 2002
2
Cosa è una galassia?
NGC 2997

• Componenti principali
• Stelle
• Gas

• La nostra Galassia
• (Via Lattea)
• forma a spirale
• rotazione

100 miliardi di stelle!
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Tipi di galassie
Ellittica
Spirale
Irregolare
Peculiare
4
Gruppi di galassie
5
Cosa è una stella?
Vista da fuori una palla di gas
6
Guardiamoci dentro
7
Guardiamola da fuori
Il sole X/UV
8
Come si forma una stella?
Partiamo da una nube di gas
9
La nebulosa di Orione
Una nube di gas
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Un altro esempio
M16
11
Si forma una stella
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Sequenza principale
1000000
10000
100
Luminosità
1
1/100
1/10000
40000 20000 10000 5000
2500
Temperatura
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Comincia la vita della stella

• Brucia Idrogeno (H) e lo trasforma in Elio (He)
  tramite una reazione nucleare
• Finchè dura lidrogeno non succede gran che
• Ma quanto dura lidrogeno?
• Una stella più grande contiene più idrogeno
• vivrà più a lungo?

NO! Più una stella è massiccia (e quindi
grande), più velocemente brucia idrogeno e prima
lo finisce! Non solo anche i cicli di vita di
una stella dipendono dalla sua massa
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Possibilità per la nostra stella
SOLE
15
Seguiamo due stelle!
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1000000
10000
100
Luminosità
1
1/100
1/10000
40000 20000 10000 5000
2500
Temperatura
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Partiamo!
Per nove milioni di anni non succede
niente . Poi z Puppis finisce lidrogeno e
passa allelio
Ma lelio dura pochissimo (1 milione di anni), la
stella produce e brucia elementi sempre più
pesanti, sempre più in fretta!
Alla fine (dopo altri 300 anni!) arriva al ferro,
con cui la fusione nucleare non funziona più!
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1000000
10000
100
Luminosità
1
1/100
1/10000
40000 20000 10000 5000
2500
Temperatura
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z Puppis si spegne
Ma la stella era sostenuta dalle reazioni
nucleariQuindi adesso la gravità prende il
sopravvento.
La parte più interna della stella collassa e
la parte più esterna viene espulsa
La stella esplode!
20
SUPERNOVA!
21
Vediamola meglio
22
Resti di supernova
23
Supernova 1987a
Febbraio 1987 una supernova esplode nella
Grande Nube di Magellano, una galassia molto
vicina!
24
Supernova 1987a
Prima
Dopo
25
Supernova 1987a
26
Supernova 1987a
27
Supernove in galassie lontane
28
Rimane qualcosa?
La parte più interna della stella è collassata e
può formare
a) una STELLA DI NEUTRONI
Raggio 10 km Massa 1.4 volte quella del sole
Alta densità (materia neutronica) 1 cucchiaino
gt 100 miliardi di kg!
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Stella di neutroni
Se ruota la vediamo come un faro una PULSAR!
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Rimane qualcosa?
Oppure potrebbe rimanere il più strano oggetto
nella galassia
a) un BUCO NERO!
Tutta la massa in un punto!
Lo possiamo vedere solo attraverso il gas che
cattura, magari da una stella compagna)
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Buco nero in un sistema binario
Il buco nero strappa gas alla sua stella compagna
E a volte lo sputa anche fuori!
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Torniamo al nostro sole
Dopo 8 miliardi di anni dalla sua nascita, anche
il sole finisce lIdrogeno Il sole passa a
bruciare idrogeno negli strati esterni e
si espande fino a 400 volte il suo diametro
attuale (inglobando lorbita della terra!)
Sub-gigante rossa
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1000000
10000
100
Luminosità
1
1/100
1/10000
40000 20000 10000 5000
2500
Temperatura
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Torniamo al nostro sole
Dopo 8 miliardi di anni dalla sua nascita, anche
il sole finisce lIdrogeno Il sole passa a
bruciare idrogeno negli strati esterni e
si espande fino a 400 volte il suo diametro
attuale (inglobando lorbita della terra!)
Sub-gigante rossa
A un certo punto si accende il nucleo di elio
(flash di elio) e la stella scende sul braccio
orizzontale Sequenza principale dellelio
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1000000
10000
100
Luminosità
1
1/100
1/10000
40000 20000 10000 5000
2500
Temperatura
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Torniamo al nostro sole
A un certo punto si accende il nucleo di elio
(flash di elio) e la stella scende sul braccio
orizzontale Sequenza principale dellelio
Finito anche lelio, due shell una di idrogeno
e una di elio Si risale e si diventa una
Supergigante rossa
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1000000
10000
100
Luminosità
1
1/100
1/10000
40000 20000 10000 5000
2500
Temperatura
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Torniamo al nostro sole
Finito anche lelio, due shell una di idrogeno
e una di elio Si risale e si diventa una
Supergigante rossa
Alla fine le cose diventano complicate, ma in
sostanza si forma una Nebulosa planetaria che
lascia una Nana bianca
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1000000
10000
100
Luminosità
1
1/100
1/10000
40000 20000 10000 5000
2500
Temperatura
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NANA BIANCA
Raggio 10000 km (circa come la terra) Massa
0.7 volte quella del sole
Alta densità 1 cucchiaino gt 1 tonnellata!
Alta temperatura 100000 gradi Fatta di idrogeno
e/o elio
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Sirio A
42
La materia espulsa dove va?
NEBULOSA PLANETARIA
43
Nebulose planetarie FORMICA
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Nebulose planetarie ESKIMO
45
Nebulose planetarie BOLLA
46
Nebulose planetarie CLESSIDRA
47
E poi?
E poi niente il sole continuerà a raffreddarsi
fino a diventare una stella freddissima (morte
termica), sempre nana ma non più bianca.
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Abbiamo seguito due stelle
Ma se non fossero da sole? Nascono in gruppi
(ammassi), alcune riescono a sfuggire, ma le
altre?
Utili per studiare la evoluzione delle stelle
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Ammassi aperti
h e c Persei
Visibili anche a occhio nudo!
50
Ammassi aperti
Pleiadi
Visibili anche a occhio nudo!
51
Ammassi globulari
NGC 1850
52
Ammassi globulari
M 10
53
Simulazione di un ammasso
S.F. Portegies Zwart
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1000000
10000
100
Luminosità
1
1/100
GIOVANE
1/10000
40000 20000 10000 5000
2500
Temperatura
55
1000000
10000
100
Luminosità
1
1/100
VECCHIO
1/10000
40000 20000 10000 5000
2500
Temperatura
56
1000000
10000
100
Luminosità
1
1/100
VECCHISSIMO
1/10000
40000 20000 10000 5000
2500
Temperatura
57
FINE DEL NOSTRO VIAGGIO