astronomia-parte2

Materie:	Appunti
Categoria:	Scienze
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Data:	30.05.2005
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ORIGINE STELLA: → materia interstellare oscura fredda ma +ttosto densa.qnd raggiunge det valori d densità →globulo, ke può entrare in contrazione (cause sconosciute: explo d1sux nova ke causa1onda d’urto ke provoca la contrazione?)le particelle migrano verso1nucleo d aggregaz: > temp e en cinetica ma < en pot. 1 000 000anni.
- s forma1protostella:irradia onde elettrom rosse(lunghe) mentre nella fase d globulo e d contraz emetteva onde infrarosse→ora siamo nello sp del visibile.intanto continua la contraz. 10-15 000 000 °K
- reaz d combustione dell’H(= processi nucleari: 4H→1He emissione raggi gamma.la materia del nucleo raggiunge lo stato plasmatico.
- Stella stabile: reaz nucleari→produz d grande en. En→nucleo→ strati+ext→>en cinetica→>n° urti→>press→pressione d radiazione contrasta le F d attraz gravitaz esercitata da nucleo su strati+ext→stabilità→la stella s inserisce nella seq princ, vi trascorre il 90% della sua vita
- L’H è qsi del tt esarito: fine stabilità. H→He, + denso e pesante esercita >F gravit. Si verifica un inizio d collasso ke xo viene bloccato: atomi ricadono su nucleo→nuova contraz→nuovo > d temp → riscaldam nucleo, trasmissione calore agli strati dell’inviluppo che si riscald ma nell’invil c’era ancora H → produz. Altra energia → calore → strati periferici si espandono: superf si raffredda (espans adiab)
- Stella fredda espansa = gigante rossa, luminosità elevata in superf. Xo il nucleo è molto caldo poiché è continuam in contraz (100-150 milioni °K) → s’innescano reaz nucleari He+He → C + O (qlc volta anche Fe) = elem +pesanti → fase instabilità: si espande finchè le F di attraz gravitaz bloccano l’espansione
- Alcune v xò la stella supera un determ punto di equilibrio → si contrae al di sotto del p.to, poi si riespande: la stella oscilla xiodicam intorno al p.to di eq. (x es. Cefeidi) = variabili xiodiche o pulsanti. Qnd trovano il p.to di eq rientrano nella seq princ con dimens > risp a ql originarie.
MORTE STELLA: Descrive un xcorso diverso a 2^ dl sua m iniz: 1) m< o = Msole nana bianca→ nana nera 2) m= 1,5 Msole → morte attrav stadio di nebulosa planetaria 3) m= 3 Msole ca. supernova→ stella neutroni→ ? buco nero
4) m>10 Msole supernova→ buco nero
1) m< o = Msole – stella si spegne lentam: nana bianca = st. piccola con alta concentraz di materia: densità >> materia degenere (5° stato mat)= atomi con diverso assetto, no spazi vuoti nell’atomo, gli el sono collass sul nucleo (forse x press, calo energia). A diametro ridotto poco lumin in base alla superf ma +ttosto calde xchè disperdono calore residuo → nana nera = corpo solido freddo che non emette luce
2) m = 1.5 Msole – stella collassa e disperde una q di materia continuam e rapidam: all’interno dell’alone che si va disperdendo è contenuta una nana bianca (anche nel Sole c’è un flusso di materia = ioni che si allontanano, vincono F attraz grav
3) m= 3 Msole ca. – qnd combustib finito collasso gravitaz: Fgravitaz>Press → ricaduta materiale esterno sull’interno → provoca urti violenti che innescano reaz esplosive → involucro ext si frantuma; viene emanata vs. ext En.pot. che viene ceduta all’ambiente come luce e calore. temp = 1mld °K nella Suxnova: Temp così >> innescano processi decadim radioatt (= eliminaz di particelle subatomiche cn conseguente formaz di nuovi elem, +pesanti del Fe). Si definisce Snova la stella qnd esplode. Percepiamo un > aum di intens lumin (anche di mln di v) e di dimens appar. Si trovano framm di Snove nell’intero cosmo = gas+polveri = mat interstell: a 2^ della porzione analizzata può risult diversa (Sole →tutti i 92 elem noti→ giovane, probabilm formato da mat interstell dv già avvenute boom di Snove) →il nucleo dl Snova si trasf in stella di neutr: urto causò fusione el + protoni, stella piccola i = 20/30 Km: stella a) ruota att asse proprio b) genera campo magn c) asse magneasse rotaz. Dal polo magn exit onde radio: asse ruota e fascio onde elettrom ruota. Ste onde elettrom = percepite da Terra xiodicam (→ inizialm = chiamate pulsar)
4) m 10 v. > Msole Snova → buco nero (forse no stadio stella neutroni)= zona a densità >> si concentra molta massa →enorme F di attraz grav, nemm luce riesce a distaccarsene. Tutte le masse ne sono attratte.freddo, si formano flussi d gas cn moti rotatori qnd la stella s avvicina al buco nero; emette raggi a alta freq (x-ray). C sn 2 metodi x riconoscere 1b.n.: a) Sgigante che cado nel b.n. b) perturbaz atmosf.
NOVA
- feno- di aumento repentino di intens luminosa (→ anche di temp) ma < risp a Snova
- può ripetersi anche +vv. (in Snova NO xè è stadio di vita dl p)
- -- a sist doppio formato da: 1nana bianca + 1 gigante rossa). Sist doppio = 2n vicine con interazioni gravitaz → attorno a baric comune, collocato sulla congiungente i centri dl 2 (dist dal centro di ciasc è inv prop alla sua massa)
- i gas degli strati +ext risentono della F di attraz gravitaz+della nana bianca (F che è grande xè la nana ha dens elevata) → Flusso di quantità di gas e di H → s forma una sorta d “bomba” sugli strati+ext, che formano uno strato ad > press & densità finchè….ESPLODE. nova = nana bianca espansa.
SISTEMI DOPPI
X i sist doppi la m è calcolabile m1+m2 = d 3 / p 2 legge gravitaz univ.+3’ legge d Keplero. m1+m2 : se conosco anche il baricentro posso risalire alla m delle singole stelle. Ciò che l’astronomo recepisce è una sola sorgente luminosa.
Sistema doppio visuale (visibile): 2 vicine fra loro relativam lontane da noi, col telescopio, riusciamo a distinguere le 2 distinte.
Sistema doppio spettroscopico: sistema doppio di stelle molto lontane da noi: le distinguiamo solo attraverso un’analisi spettroscopica della luce in momenti successivi. La rotazione del sistema mi permette di distinguere spettri diversi.
Sp d ass = sost chimiche di entrme le S:
:---------
A B
B Colgo lo spostam di A vs. di me
/ e l’allontanam di B (righe /B si spostano
/ vs. il rosso, righe /A vs. il blu)
/
AA
Sp d ass = sost chimiche di entrme le S:
:---------
B A
AA Colgo lo spostam di B vs. di me
/ e l’allontanam di A (righe /B si spostano
/ vs. il blu, righe eA vs. il rosso)
/
BB
Sistema doppio ottico: luce proveniente da 2l che appaiono vicine, si trovano sulla stessa retta, l’occhio le proietta su uno sfondo e le vede vicine, ma in realtà sono su piani diversi. Non c’è interazione gravitaz.
Eclissi nei sistemi doppi: le 2 appartengono alla direz del raggio visuale. In genere esiste A) stella massa > =componente princ +luminosa B) stella massa < =compagno, meno luminosa.
Qnd si verifica il fenomeno di occultamento: prima A occulta B poi vicevs → diminuz intens lumin ma in modo divers
lum
NEBULOSE
Materia interstellare relativam densa che emette una debole luce diffusa ma non produce luce . si tratta della luce di una stella a) vicina b) avviluppata nella nebulosa
Nebulose a emissione : luce stella = assorbita dai gas, onde elettrom = riemesse. Di solito = gas (H) assorbe in modo particolare gli ultravioletti, rielaborati→luce visibile→ fenomeno della fluorescenza. Ordine onde: gamma,x, ultravioletto, luce visibile, infrarosso, microonde, onde radio). Spettro sorgente diverso da spettro nebulosa.
Nebulose a riflessione : luce stella = riflessa. Nebulosa = gas + polveri interstellari ( = particelle grossolane riconducibili a metalli/mat pesanti che si formano con le supernove, = particelle opache, = sono responsabili della riflessione. In qst caso, essendo avvenuta solo una riflessione, spettro sorgente = spettro nebulosa.
Nebulose oscure : materia interstellare abbastanza densa → non lascia passare la luce delle stelle → zone buie che risaltano rispetto al cielo stellato.
AMMASSI STELLARI
Gruppo di stelle ke hanno = origine, = età, = comp chimica, = colore, = temp.
Ammassi stellari aperti: distribuiti senza simmetria, in modo disordinato, bassa densità, qlc decina-centinaio. = destinato nel tempo a dissolversi x attraz gravitaz blanda. = stelle giovani, ricche di metalli instabili, e instabili. Sn localizzate lungo il piano galattico.
Ammassi stellari globulari: simmetria sferica, centinaia d migliaia, >>densità, >>distanza infrastellare→ bassa possibilità di collisione. Stelle + stabili, stelle antiche ricche d H no metalli. Sn posti sulla superficie di una sfera immaginaria con r=50 000 a.l. C= centro galassia, s tratta delle tracce lasciate dalla nstr vecchia galassia, originariam sferica.
Età STELLARE: 1stella antica s origina da H e gas(i metalli si riversano nello spazio a seguito dell’expl della supernova). La stella si origina da materia interstellare ricca di gas e di H.
Stella giovane si forma da materia interstellare “contaminata” dai metalli provenienti dall’esplosione: formerà quindi un globulo contenente metalli.
Ammassi stellari aperti ammassi stellari globulari
Giovani, ricche di metalli antiche, prevalenza di H
GALASSIE
Kant ha intuito che esistono le galassie, osservando dei pti che emanavano luce debole: erano corpi poco luminosi o corpi molto distanti?. Li chiama “universi isola”. Inizi ‘900 Hubble con un telescopio individua le Cefeidi ( = stelle periodiche) appartententi alla Grande Galassia nella costellazione di Andromeda. Luminosità → manìgn ass./magn app → distanza reale. Essendo già noto il r della galassia, le Cefeidi le risultavano esterne. Attualm s parla d mld d galassie formate da mld di stelle legate da alcune caratt.
Galassie irregolari (10%)
Stelle distribuite in modo irregolare, giovani.
Galassie a spirale (20%)
Nucleo lentiforme= stelle antiche, bracci = stelle giovani. Le stelle ruotano attorno al centro galattico. Ruotano diversamente da un corpo solido: stelle + vicine ruotano con velocità >, quelle sui bracci con velocità . → credito all’hp che l’universo sia in espansione.
VIA LATTEA
“lattea”= latte versato da Giunone mentre allattava Ercole
è una galassia a spirale, con 4, forse 5 bracci. R=50 000 a.l. h del nucleo = 10 000 a.l. h bracci= 4 900a.l. il Sist Solare è a circa 30 000a.l. dal centro galattico. Proiettato sulla sfera celeste il centro galattico cade nel Sagittario.
Trotazione varia a 2^ di dove viene analizzato.
Presupposto che le stelle abbiano tt le dimensioni medie del Sole, che siano tt = → dividendo x la Msolare → 150-250 mld di stelle
M = d3/T2 : x calcolare la m del Sist Locale, si fa la sommatoria della m di ogni galassia x i che va da 1 a 28. Ma si tratta di un risultato discorde con gli effetti gravitaz che esercitiamo su qll che c circonda: manca della materia!
Allora, considerando l’ammasso galattico cme un sistema di pti, usando alcune leggi della meccanica, si ottengono risultati diversi, valori > → esiste della m che non siamo in grado di percepire: a) materia interstellare b) stelle molto collassate c) buchi neri d) flusso di neutrini.
Vediamo la nstr galassia cme una stria luminosa che solca la sfera celeste. Non vediamo le singole stelle, xke siamo nella galassia e possiamo distinguere solo la parte + luminosa, il nucleo. In + l’occhio proietta l’insieme di stelle sullo stesso sfondo→ si sovrappongono diversi piani ricchi di stelle.
SOLE
- è al centro del Sistema Solare
- T ruota attorno al S con orbita ellittica (perielio, afelio), Rmedio=1U.A.
- È una stella gialla, con + o – 5 mld di anni → è a metà della sua vita → si trova a metà della sequenza principale nel diagramma H-R→è una stella stabile
- S e T ineragiscono dal pdv gravitaz.
- -sole=109v sterra.
- Volume Sole= 1 300 000 volte V Terra.
- Densità S=1,41 gr/cm3 . densità T=5,52 gr/cm3 .→ Ds=1/4Dt. Il S ha bassa densità xke: a) quantità di materia dipende dallo stato di aggregazione: S = gas→legami più deboli→particelle +sparse→poche particelle x unità di volume→ bassa densità. b) tipo di elementi che costituisce il S: sn in tt 92,ma nello spettro di assorbimento compaiono 64 elementi che corrispondono a linee di assorbimento,in particolare2righe= motlo marcate: H ed He. Essendo l’H costituito da poche particelle e molto spazio vuoto, ed essendo la componente princ→molto spazio ma poca massa→bassa densità
- È una stella abbastanza piccola, una nana gialla
- Moto di rivoluzione T attorno al S: T ruota intorno al S xkè ruota attorno al baricentro, spostato qsi totalmente verso il S che ha m>
- Ha acceleraz gravitaz molto elevata. Poiché F di attraz gravitaz=dir prop alla m. S ha m elevata→elevata acceleraz d gravità (F=mg)
- Galileo ha notato sulla superficie solare delle macchie che cambiano di posizione
- È caratterizzato da una rotazione differenziale: non ruota cme un corpo rigido, bensì seguendo le leggi della dinamica dei fluidi (è costituito da gas). La varie particelle si muovono con v diversa: particelle in corrisp dell’equatore hanno velocità> (T di rotaz=20gg); qll in corrisp dei poli hanno v< (T di rotaz=31gg)
- Campo magnetico S: irregolare a causa della rotaz diff, si può dividere in tanti piccoli campi magnetici. Le linee di forza del campo magnetico rimangono imprigionate nel plasma e ne seguono i movimenti
- Ci fornisce energia (sotto forma di luce e di calore) prodotta nel nucleo sotto forma di raggi gamma (=onde elettrom con lung d’onda< e freq >): qst dal nucleo si diffondono verso l’ext, urtano particelle di materia solare, vengono riassorbiti e riemessi sotto forma di onde elettrom sempre + lunghe. Una parte di en solare prima di arrivare a noi si disperde attraversando l’atmosfera: viene in parte riflessa (50%), in parte assorbita dalla sup terrestre, si riscalda, trasmette calore all’atmosf che a sua volta si scalda provocando particolari fenomeni metereologici a causa del diverso riscaldamento.il calore può essere trasmesso x contatto o x conduzione.
- Costante solare = quantità di energia emanata dal S nell’unità di tempo (1sec) e che incide –presupponendo perpendicolarmente- sull’unità di sup terrestre (1m2 )
- Energia= emanata anche sotto forma di luce→ vita = regolata da alternanza luce, buio; luce= utilizzata x il processo di fotosintesi.
Nucleo
Interno radiativo: permette la propagazione
Di energia sotto forma di onde elettrom.
Strato convettivo: vi sono delle correnti
Convettive che hanno lo scopo di ridistribuire
Meglio il calore
Fotosfera
Disco solare

GRANULAZIONI E MACCHIE SOLARI
Al di sotto della fotosfera esistono delle correnti convettive che condizionano l’aspetto solare. Granulazioni: La suxficie sembra essere costituita da piccole celle poligonali o circolari (“chicchi di riso in ebollizione”). Si tratta di un fenomeno ottico: essendo presenti zone + luminose + calde accostate a zone – luminose – calde, il nstr occhio percepisce una tridimensionalità che non esiste, è solo un effetto ottico. Macchie solari: = depressione della suxficie solare, che risulta essere + fredda, qndi + scura. Sono caratterizzate da zone di ombra e di penombra. Hanno t = 4 200
°K ca., mentre sup solare t = 5 780°K → differenza di 1500°K. Hanno caratteristiche variabili di grandezza, temperatura, durata.
IL CICLO DELLE MACCHIE SOLARI
All’inizio del ciclo le 1^e macchie compaiono al 45° parallelo N e S; sono poche a livello numerico. Durano x un certo xiodo, poi svaniscono.→ ne appaiono altre su lat inferiori (40°), avvicinandosi sempre + all’eq e aumentando numericamente→ al 15° lat N e S raggiungono il max numerico → a lat ancora inferiori riniziano a decrescere, in corrisp dell’equatore (1°-2°) sono pochissime→ le macchie che compaiono successivamente si trovano di nuovo ai 45°. T=11 anni, ma può essere considerato anche T=22anni se si tiene conto delle caratt magnetiche. La > delle macchie = organizzata in coppie: tutte le macchie appartenenti allo = parallelo sono orientate allo stesso modo. Dopo 11 anni le macchie si presentano con i poli magnetici invertiti
CAMPO MAGNETICO
È irregolare a causa della rotazione differenziale: a 2^ della lat varia la v → varia il T
Si tratta di un campo magnetico debole, scomponibile in più campi magnetici locali associabili alle coppie di macchie; hanno intensità variabile dove i campi magnetici sono molto forti → sembra che sia proprio il campo magn a causare le macchie, xkè impedisce il flusso di materiale caldo dello strato convettivo.
In corrispondenza delle macchie solari s riscontrano irregolarità dei campi magn→ instabilità → esplosioni ed emissioni di raggi.
ATMOSFERA SOLARE
Cromosfera
È formata da gas rarefatti, si può osservare occultando il disco solare (oppure cn opportuni filtri o durante1eclissi: allineamento S-L-T, qnd la L si trova ad1dist adeguata, in modo che il suo a apparente copra del tutto il Sole). Essendo formata principalm da H, ed avendo l’H uno spettro con righe marcate in corrisp del fucsia, è anch’essa fucsia. Dalla crmsf partono delle spicole = protuberanze verso l’ext (“fuoriescono” dalle macchie: risentono delle linee di F del campo magn) = max temp = 15 000°K. Ma in corrisp della corona s e della fotosf, risp agli strati + interni, la temp aumenta: le correnti convettive dello strato convettivo innescano delle onde d’urto ( =spostamento di materia ad elevata v → urto particelle cromosfera→ >> en cinetica → >> temp)
Corona solare: si estende da 1U.A. dal Sole, costituita da gas a > temp che fluiscono verso l’ext; >> en cinetica→vincono le F di attraz magnetica del nucleo. Non ha forma regolare. Esiste anche un Vento Solare = flusso di particelle che si allontanano dal Sole. A 1U.A. il vento solare ha densità=10 particelle x cm3 → è rarefattissimo, ha v=400 km/s. nella corona s i gas sono distribuiti in modo eterogeneo→ vi sono dei “buchi coronali”, ovvero zone dove mancano i gas: sembra che il vento solare fuoriesca da qui. Si verificano intense attività: le protuberanze che partono dalla cromosfera o si allontanano o si ripiegano e ricadono su se stesse, riattraversando la corona s.
FOTOSINTESI
6CO2 + 6H2O –en solare→ C6 H12 O6 + 6O2 (glucosio + O)
cellula vegetale
cloroplasti contenenti clorofilla
pigmento: cattura tutte le onde del visibile tranne qll corrisp al verde
en solare attirata da clorofilla interviene nella Fase Luminosa (=prima fase, la innesta): rompe la molecola d’H2O (Fotolisi): O2 emesso nell’ambiente
H x formaz glucosio ( + 6CO2 )
Fotosintesi
Fase luminosa Fase oscura
Fotolisi=rottura molecole accorpamento di 6CO2 + H
d’acqua ad opera della luce → formazione glucosio
→liberazione di O2
le molecole di ATP permettono l’accorpamento di 6CO2