Re: Esplosione di una stella

From: Soviet_Mario <Soviet.Mario_at_CCCP.MIR>
Date: Wed, 31 Oct 2012 23:51:44 +0100

Il 31/10/2012 21:18, Elio Fabri ha scritto:
> 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 ?
> Mi sa che chiedi un po' troppo ... un corso accelerato di astrofisica
> stellare :-)
> Aggiungo anche che io non mi sento molto qualificato a risponderti,
> perch� le mie conoscenze sono parecchio limitate.
> Mi potrai ribattere: "e allora perch� rispondi?"
> A questo rispondo che le risposte che ho letto finora non sono un gran
> che...
>
>> Ho letto che la stella durante la sua vita si comporta come un
>> termostato nel senso che la gravita' che tenderebbe a schiacciarla e'
>> compensata dalla pressione delle reazioni nucleari nel suo interno che
>> danno quindi una <spinta> verso l'esterno.
> Questo non � molto giusto, parlando in termini generali di fisica.
> Non c'� una "pressione delle reazioni nucleari". Queste hanno come
> effetto immediato di mantenere alta la temperatura al centro della
> stella (e del resto se la temperatura non fosse suff. alta le reaz.
> nucl. non sarebbero possibili: un gioco gi� piuttosto complesso.
> Infatti se la massa totale non � abbastanza grande le reazioni
> nucleari non partono e non hai una stella).
>
> La pressione � all'incirca proporzionale alla temperatura e alla
> densit�. Della prima ho gi� detto, la seconda � maggiore al centro
> perch� � maggiore la pressione.
> Ma allora qual'� la causa: la pressione o la densit�?
> Direi la pressione.
> Questa � maggiore al centro appunto perch� per equilibrare la gravit�
> occorre non una pressione, ma un *gradiente di pressione*.
> Qui non c'� niente di strano: perch� l'atmosfera sulla terra non si
> schiaccia tutta al suolo? Proprio perch� la pressione decresce dal
> basso verso l'alto, e questo produce su ogni volumetto di aria una
> forza verso l'alto che equilibra il peso (si chiama "equilibrio
> idrostatico").
>
>> Ma poi quando il combustibile (idrogeno ed elio ) al suo interno si
>> esaurisce la pressione verso l'esterno diminuisce e la gravita' prende
>> il sopravvento schiacciando la stella. A questo punto date le enormi
>> pressioni si innescano altre fusioni e reazioni nucleari...
> Anche qui, s� e no: la compressione aumenta la densit� e la
> temperatura; � questa che fa partire altre reaz. nucl.
>
>> e questo non basta a riequilibrare il tutto ? come il termostato di
>> cui si parlava prima ?
> Non basta se l'equilibrio non fa a tempo a realizzarsi.
> Se l'aumento di energia prodotta fa salire troppo rapidamente la
> temperatura, questa accelera le reazioni e l'energia dissipata verso
> l'esterno non basta a contenere l'aumento di temperatura.
> Per questo il fenomeno prende un andamento esplosivo.
>
> Vorrei per� che ti rendessi conto che queste sono chiacchiere, non
> spiegazioni.
> Una vera spiegazione richiede di scrivere per bene tutte le equazioni
> che regolano il fenomeno e studiare se queste ammettono una soluzione
> stabile o no.

mi fai tornare alla mente un bell'articolo letto sulla
peculiarit� della "stabilit�" di una fiamma libera (per
contro con l'ingovernabilit� delle miscele omogenee) e sul
fatto che deve avere proprio le dimensioni che ha per
formare un sistema stazionario.

> (Cosa che io non so fare: non hp mai studiato queste cose.)
>
>> Perche' la stella esplode ? Una stella che diventa un buco nero ha una
>> attrazione gravitazionale immensa......che <tira naturalmente verso
>> l'interno, ma una esplosione e' un qualcosa che espelle materia verso
>> l'esterno, come puo' avvenire che questa materia schizzi verso
>> l'esterno , non dovrebbe essere trattenuta dalla gravita' del buco
>> nero ?
>> Nella partita tra esplosione verso l'esterno e gravita' del buco nero
>> quali sono le regole ?
> Vorrei che non ti facessi suggestionare dai buchi neri :)
> Questa � solo una delle possibili fasi terminali dell'evoluzione di
> una stella: ci sono le nane bianche e le stelle di neutroni.
>
> Quello che hanno in comune i passaggi verso queste fasi finali � che
> l'esplosione non interessa (in genere) la parte pi� interna della
> stella, dove si � raggiunta prima la fase finale delle reaz.nucl.,
> ossia i nuclei di ferro.
> Perci� l'esplosione ha un doppio effetto:
> - comprime violentemente il "nucleo" (core) della stella

questo me l'ero anche dimenticato, anche se in fondo � ovvio
che la spinta verso l'esterno della parte periferica deve
pur causare una reazione in senso contrario su quella
sottostante.

> - espelle la materia pi� esterna.
> Della stella rimane quindi il nucleo centrale, che pu� essere stato
> pi� o meno compresso,

che per� dici essere poca cosa rispetto alla massa iniziale.
Su questo avevo dei misconcetti

> a seconda della massa della stella: le masse
> fino a quella del Sole o poco pi� danno luogo a nane bianche: quelle
> fra 1 e 3 masse solari (circa) diventano stelle di neutroni, quelle di
> massa superiore terminano in buchi neri.
> Questo � un mio riassuntino, che non ti garantisco nemmeno che non
> contenga errori :)
>
> Aggiungo ancora una cosa a proposito dei famigerati buchi neri, su cui
> circolano parecchi miti...
> Immagina un buco nero che abbia una massa uguale a quella del Sole.
> Bene: a una distanza pari a quella della Terra, la sua forza di
> gravit� � esattamente uguale a quella del Sole.
> Gi� una nana bianca, che ha una massa come quella del Sole (massa
> tipica delle nane bianche) ma ha dimensioni circa come la Terra, ha in
> superficie un campo gravitazionale circa 10^4 volte quello alla
> superficie del Sole.
> Una stella di neutroni, ancora della stessa massa, ma raggio poniamo
> di soli 20 km, ha un campo gravit. 10^9 volte maggiore del Sole.
>
> Se passiamo a un buco nero, sempre con la stessa massa, non possiamo
> pi� parlare di "raggio" in senso solito, ma possiamo dire che il suo
> /orizzonte degli eventi/ ha raggio di 3 km.
> Qui i soliti ragionamenti tipo geometria ecuclidea, legge di Newton,
> cadono gravemente in difetto, ma a titolo solamente orientativo questo
> significa che potresti avere un pianeta in orbita fuori
> dell'orizzonte, con un periodo orbitale del'ordine di 100
> microsecondi.

'stiqatsi ! !
:-)

>
> Una precisazione: in realt� nessun pianeta reale potrebbe restare
> intero in qeulle condizioni, a causa della tremenda intensit� della
> *forza di marea*.

Che sono dissipative ... Ma immaginiamo per un momento che
per qualche coincidenza, non so se possibile, non fossero
abbastanza dissipative da far spiraleggiare la materia per
finire catturata.

Simili forze fonderebbero il pianeta.
Potrebbe esistere, previa redistribuzione di tutto il
materiale liquefatto o cmq polverizzato, un'orbita stabile
completamente occuoata da un anello sottile ?
Le forze di marea sarebbero fortemente ridotte dalla
limitata estensione radiale.
(Sarebbe vero anche in caso di ellitticit� ? boh)
E' mai stato ipotizzato un sistema simile (come esiste tipo
per gli anelli di saturno, in fondo, solo di scala differente) ?

Altra domanda : e se invece di un pianeta prendessimo un
oggetto estremamente pi� compatto e resistente : un pulsar
esso stesso, potrebbe orbitare molto vicino ad un buco nero
mantenendosi bello rigido ?
Se vogliamo attenuare la bizzarria, perch� non due pulsar.

> Non dico di pi� per non farla troppo lunga...
>
> Soviet_Mario ha scritto:
>> Credo, da poco pi� che autodidatta divulgativo, che il
>> termine esplosione sia frutto di una prospettiva dei pianeti
>> vassalli, che si beccano il flare e vengono rapati a zero,
>> ma dal punto di vista della stella mi pare, se non ricordo
>> male, che alla riaccensione repentina con cambio di
>> combustibile, corrisponda solo l'espulsione degli strati pi�
>> periferici. Ossia non � che venga dissipata gran parte della
>> massa totale, solo un po'.
> E' proprio l'opposto: gran parte della massa viene espulsa.

ma davvero ? Nella riaccensione si perde gran parte ?

> Il fatto � che tu confondi novae e supernovae (v. sotto).
>
>> su questo non ne so quasi niente, ma suppongo che la
>> differenza tra una nova ed una supernova, relativamente
>> all'esplosione, sia pi� quantitativa che qualitativa.
> Invece � qualitativa: il meccanismo � completamente diverso.
> Per es. una stella isolata pu� diventare supernova, mentre le novae
> sono sempre parti di sistemi binari, dove l'esplosione (questa s�
> superficiale) deriva dall'apporto di materia catturata dalla compagna.

Mi risulta del tutto nuovo questo.
Ma come avviene l'esplosione ? Cattura materia per un po', e
poi questa si accende ad un tratto ? Perch� non si accende
subito se gi� erano presenti condizioni da reazioni nucleari
proprie ? (a parte che mi sovviene che nel sole le suddette
non avvengono in superficie, in effetti, anche se non so
dire da che profondit� si trovino condizioni adatte)

> Controprova: la supernova � un evento unico nella vita di una stella,
> mentre le novae possono essere ricorrenti. Esistono esempi noti.
>

uhm, mi dici cose che leggo per la prima volta.
Pensa che mi ero fatto l'idea, leggendone e forse non
capendone, che era solo una questione di massa come quelle
che citi all'inizio come soglie critiche.
Ossia pensavo che le novae terminassero in nane bianche, le
supernovae in pulsar (o buchi neri).
Pi� tardi avevo anche letto qualcosa sulle ipernovae, ma non
ricordo nulla, nemmeno se fossero fenomeni di singoli astri
o meno.

Invece (per vedere se ho capito ora) : la fase di nova,
potenzialmente ripetitiva, � dovuta ad uno dei possibili
spegnimenti vari e riaccensione con cambio di combustibile
primario; mentre la supernova � necessariamente solo
l'ultimo botto, quello che lascia il relitto definitivo
(nana, pulsar o bh) ?
O non � nemmeno questo ?
ciao
CCCP



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1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
Received on Wed Oct 31 2012 - 23:51:44 CET