Re: Esplosione di una stella

From: Andrea Barontini <baro77_at_gmail.com>
Date: Sun, 28 Oct 2012 23:21:13 +0100

Il 28/10/12 03:33, samuele12000 ha scritto:
> Mi potreste aiutare a capire il meccanismo di esplosione di una stella
> che (a seconda della grandezza), diventa poi una stella di neutroni
> oppure un buco nero ?
> Ho letto che [...]
>

Il "Povh, Rith, Scholz - Particles and Nuclei (Springer 6ed, 2008)" se
la *vende* cosi':

"[...] The heavier the fusing nuclei are, the greater is the Coulombic
repulsion and so the temperature must then be higher for fusion to take
place. Since the temperature is greatest at the centre and falls-off
towards the surface, an onion-like stellar structure is formed. At the
centre of the star iron is syn-thesised, towards the edges ever lighter
elements are made. In the outermost layers the remnants of hydrogen and
helium are burnt off.
The burning of the heavier nuclei takes place at ever shorter time
scales, since the centre of the star needs to be ever hotter, but
simultaneously the energy gained per nucleon-fusion decreases as the
mass number increases (Fig. 2.4). The final phase, the fusion of silicon
to form iron, lasts for only a matter of days [Be85]
The process of nuclear fusion in stars concludes with the formation of
iron since iron has the largest binding energy per nucleon.
When the centre of the star is made of iron, there is no further source
of energy available. There is neither radiative pressure nor thermal
motion to withstand gravity. The star collapses. The outer material of
the star collapses as if in free fall to the centre. Through this
implosion the nuclear matter at the centre reaches a tremendous density
and temperature which leads to an enormous explosion. The star emits at
a stroke more energy than it has previously created in its entire life.
This is called a supernova. The greater part of the stellar matter is
then flung out into interstellar space and can later be used as building
material for new stars. If the mass of the remaining stellar core is
smaller than the mass of the sun, the star ends its life as a white
dwarf. If it is between one and two solar masses a neutron star is born.
The matter from still heavier remnants ends up as a black hole. [...]"


Tirando a indovinare, la parte piu' ostica del ragionamento e'
probabilmente quella che afferma che il meccanismo di bilanciamento
fusione-collasso funziona solo fino alla creazione del ferro. Detta
brutalmente l'idea e' questa (o per lo meno come io l'ho capita
studiando, poi qua nel newsgroup ci sono diverse persone molto in gamba
che ti sapranno spiegare meglio): la fusione rilascia energia (dovrebbe
suonarti naturale se la pensi come il passaggio di due elementi piu'
leggeri dallo stato libero allo stato legato), questa energia e'
l'energia di legame ed e' quella che bilancia il collasso.
Ora, c'e' una formula, detta "di Weizsacker", che graficata permette di
ottenere una curva che in ascissa ha il numero di nucleoni, in ordinata
l'energia di legame *per nucleone*: quindi mostra quanta energia si puo'
ottenere tramite fusione. E' la Fig. 2.4 citata nel testo sopra.
Questo grafico teorico (che cmq ha tutto sommato un buon riscontro
sperimentale) e' crescente passando dall'elio al ferro, e poi decresce:
quindi dal ferro in poi la fusione non produce sufficiente energia di
radiazione per bilanciare il collasso gravitazionale sempre maggiore.

Saluti
Andrea Barontini
Received on Sun Oct 28 2012 - 23:21:13 CET