Diagramma di Hertzsprung-Russell

La vita del Sole

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  1. leptone
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    Sempre per essere in tema con l'enciclopedia del Sole, vorrei sottoporre alla vostra attenzione questo grafico.
    E' fatto molto bene e permette di intuire la sua funzione anche a chi non conosce l'argomento.



    A breve cambierò il titolo della discussione riportando il nome esatto del grafico stesso e aggiungendo una breve trattazione.
    Ma prima vorrei qualche vostro commento. :P

    Ely
     
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    Il diagramma della vita di una stella?
    Ci sono gli anni di vita, le varianti, sembrerebbe di si, sembra anche interessante.
    Credo possa essere una base per una discussione fra quasi addetti ai lavori per cavar fuori anche qualche teoria nuova.

    Parlando con gli amici e colleghi scopro spesso che gli appassionati del cielo sono piu' di quelli dell'energia, spesso loro di energia non sanno nulla ma sono preparatissimi sul sole, le stelle ed i pianeti...

    E se cambiassimo titolo al forum? :lol:

    Buona serata

    MetS
     
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  3. leptone
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    Ci sei andato molto vicino... :P

    Cambiare titolo? No dai, va benissimo quello che hai scelto :D

    Ely
     
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    CITAZIONE (leptone @ 26/11/2007, 08:15)
    Ci sei andato molto vicino... :P
    Ely

    Vediamo, uhmm, ci sono le stelle con un nome, le distanze presumo dalla terra, i gradi kelvin, la durata in anni luce....
    E poi la materia elettrodegenerata...
    Allora potrebbe essere un diagramma delle stelle che fanno parte della nostra galassia, fra cui il sole, tutte comprese quelle in degenerazione, forse anche quelle che noi vediamo anche se non nella nostra galassia.

    Mi sembra comunque interessante e cromaticamente bello da vedere.

    Ciao
    MetS
     
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  5. leptone
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    CITAZIONE (MetS-Energie @ 26/11/2007, 04:36)
    CITAZIONE (leptone @ 26/11/2007, 08:15)
    Ci sei andato molto vicino... :P
    Ely

    Vediamo, uhmm, ci sono le stelle con un nome, le distanze presumo dalla terra, i gradi kelvin, la durata in anni luce....
    E poi la materia elettrodegenerata...
    Allora potrebbe essere un diagramma delle stelle che fanno parte della nostra galassia, fra cui il sole, tutte comprese quelle in degenerazione, forse anche quelle che noi vediamo anche se non nella nostra galassia.

    Mi sembra comunque interessante e cromaticamente bello da vedere.

    Ciao
    MetS

    Uhm...si e no... questa volta ci siamo allontanati.
    Ricordo che questo grafico, rispetto all'originale, è stato reso più comprensibile aggiungendo indicazioni grafiche e nomi di stelle tra cui alcune sono note.
    Aggiungo che questo grafico è molto importante per capire le stelle.

    Ely :P
     
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    Va bene, torniamo alle origini.
    Potrebbe essere il diagramma dell'evoluzione di una stella, dalla fase di protostella fino al collassamento.
    Le ho provate tutte ma credo che ci siamo....

    MetS
     
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  7. leptone
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    Il Diagramma in oggetto si chiama Diagramma di Hertzsprung-Russell, comunemente abbreviato in H-R.
    E' un grafico che rappresenta la relazione esistente tra la luminosità e la temperatura superficiale delle stelle ed evidenzia una regolarità nella distribuzione delle stelle conosciute. Infatti la maggior parte di esse trova collocazione lungo una diagonale del grafico che viene definita la sequenza principale; le rimanenti si addensano nelle due aree in alto a destra e in basso a sinistra del diagramma. Lo studio del diagramma di Hertzsprung-Russell permette di seguire le principali fasi dell’evoluzione stellare per tutte le classi di stelle conosciute, tra cui il nostro Sole.
    Nel grafico, le temperature sono riportate sull’asse delle ascisse, la luminosità su quello delle ordinate. Più precisamente, in ascisse è riportata la classe spettrale, un parametro che permette di raggruppare gli astri con spettri simili e quindi con temperature superficiali dello stesso ordine di grandezza. La classe spettrale si indica con le lettere dell’alfabeto O, B, A, F, G, K, M, procedendo dalle temperature più calde alle temperature più fredde.
    Il Sole, che ha una temperatura superficiale di 5500 K, è di colore giallo e trova collocazione nella classe intermedia 'G'.
    In ordinate, la luminosità è espressa in termini di magnitudine assoluta, un parametro che assume i valori compresi tra +15 per le stelle meno luminose e -5 per le stelle più brillanti. Il Sole ha una magnitudine assoluta pari a +4.
    Il colore dipende dalla loro temperatura superficiale: le stelle più calde (10000K-20000K) appaiono di colore bianco azzurrino, quelle più fredde di colore rosso.
    Le stelle rappresentate nella sequenza principale sono circa il 90% di quelle conosciute. Questo significa che nell’arco della loro esistenza, le stelle passano circa il 90% del loro tempo nella sequenza principale. La diversa posizione lungo la traccia diagonale dipende dalle dimensioni: le stelle più luminose e calde sono le più grandi, quelle meno luminose e fredde, le più piccole.
    Oltre alla sequenza principale, esistono altri due raggruppamenti significativi nel diagramma H-R: quello delle giganti e supergiganti rosse, in alto a destra, e quello delle nane bianche, in basso a sinistra. Le prime, caratterizzate da bassa temperatura e luminosità elevata, sono stelle molto grandi, di colore rosso; possono essere protostelle di recente formazione, che non hanno ancora raggiunto la temperatura e le dimensioni di equilibrio della sequenza principale, o stelle anziane, che hanno terminato la fase saliente della loro evoluzione e vanno incontro a una momentanea espansione e a un conseguente raffreddamento. Le seconde, le nane bianche, sono caratterizzate da alta temperatura e bassa luminosità; sono stelle di piccole dimensioni, che si avviano verso la fase finale della loro vita: esaurito l’idrogeno che alimentava le reazioni nucleari, si sono contratte per effetto dell’attrazione gravitazionale, diventando molto dense e calde.

    Da quanto detto sopra, si deduce che il grafico traccia il percosrso vita di ogni stella, ma nello specifico, cosa accadrà al nostro amato Sole?

    Circa 5 miliardi di anni fa una nube composta da polveri e gas avrebbe cominciato a collassare su sè stessa; la forza di gravità diventatò maggiore della pressione dei gas. Collassando, la nube iniziò a ruotare sempre più velocemente e la contrazione formò una zona centrale più densa. Nasceva il Sole, o meglio il Protosole.
    L’energia gravitazionale prodotta dal collasso del gas ne riscaldò l’interno e, quando il nucleo fu sufficientemente caldo, la contrazione si arrestò, mentre nel centro iniziarono le reazioni nucleari di fusione di idrogeno in elio. Il Sole si trova in questa fase della sua vita da circa 4,5 miliardi di anni e tali reazioni continueranno per altri 4,5 miliardi di anni.
    Quando l'idrogeno si esaurirà, il Sole avvierà una serie di trasformazioni. Gli strati esterni si espanderanno dalle dimensioni attuali fino a sfiorare l’orbita della Terra, trasformandolo in una gigante rossa, più fredda di adesso ma 10.000 volte più brillante.
    La nostra stella rimarrà una gigante rossa, con un nucleo nel quale avverrà la fusione dell’elio, per circa mezzo miliardo di anni. Purtroppo il nostro Sole non è abbastanza massivo per innescare reazioni nucleari successive o, addirittura, esplodee in nova. Dopo la fase di gigante rossa, il Sole si contrarrà fino a diventare una nana bianca, di dimensioni simili a quelle della Terra, e si raffredderà lentamente per molti miliardi di anni.

    Il sole è classificato come una stella di seconda generazione, ovvero prima di lui si pensa che sia esistita una stella molto più massiva la quale ha concluso la sua vita esplondendo in nova. Dalla disintegrazione di questa, dopo muliardi di anni, la materia si è nuovamente aggregata per dare origine al nostro sistema solare. Questa teoria e avvalorata dal fatto che le stelle non possono sintetizzare elementi pesanti, cosa invece possibile dopo un evento catastrofico come una esplosione in nova, in grado di liberare inimmaginabili quantità di energia.

    (From Encarta and Ely)

    Ely
     
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    Ok ok, non ero così specifico ma non sono andato lontano...
    MetS
     
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  9. tersite3
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    Alcune precisazioni
    La stella non percorre la linea della sequenza principale, ma dopo un periodo relativamente breve dopo la sua nascita si stabilizza in un punto ben preciso della curva e lì rimane per il 90% del tempo. A fine carriera migrerà piuttosto repentinamente nei rami secondari dove rimarrà per un tempo relativamente breve. A seconda della massa iniziale diventerà infine una nana bianca, pulsar o buco nero (forse).
    La temperatura superficiale del sole è di 5750 gradi kelvin, il che significa circa 5500 gradi centigradi (nel file si parla di 5500K).
    Non è assodato che il nostro sole possa innescare il bruciamento dell’elio, in ogni caso il flare dell’elio è un processo che dura decisamente meno di 500 milioni di anni.
    L’articolo confonde le novae con le supernovae.
    In effetti quelle che sono descritte sono le supernovae, stelle molto massicce che si distruggono in pochi giorni liberando energia pari a quella di miliardi di stelle in quel breve tempo e fornendo l’energia necessaria per la sintesi di elementi di numero atomico superiore al ferro.

    Ciao
    Tersite
     
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  10. leptone
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    Per evitare l'insorgere di ulteriori dubbi ho verificato i dati utilizzando fonti universitarie sicuramente più attendibili.
    Si parla di temperature superficiale dell'ordine dei 6000 K (5700 °C) e di circa 4300 K (4000 °C) in presenza di macchie solari.
    Purtroppo capita che quando si parla di alte temperature spesso si preferisce considerare i gradi K uguali ai gradi °C.

    Per quanto riguarda l'evoluzione della vita del Sole, il suo destino è piuttosto chiaro, almeno per le prossime fasi della sua evoluzione.
    Attualmente il Sole sta perdendo massa al ritmo di 4 tonnellate al secondo mano a mano che si verificano le seguenti reazioni a una temperatura di 15/20 milioni di K:

    H + H -> D (deuterio) + positrone
    D + D -> Elio-3 + neutrone
    Elio-3 + Elio-3 -> Elio-4 + H + H
    (scusate se ho scritto in questo modo le reazioni ma con questi messaggi è piuttosto difficile)

    Il risultato è che 4 nuclei di H sono trasformati in un nucleo di elio-4 (l'elio-3 formato nella seconda reazione è un isotopo instabile). Poichè l'elio-4 ha una massa minore di quattro atomi di H , la differenza viene rilasciata come energia (E= mc^2).
    Una volta esaurito l'idrogeno, il Sole darà inizio alla fusione dei nuclei di elio ma con una temperatura molto maggiore (nel nucleo). Come già detto, si trasformerà in una gigante rossa con una temperatura superficale minore ma una luminosità di circa 10000 volte superiore all'attuale. Il processo si stima che durerà 500 milioni di anni.
    Poichè il Sole è una stella molto piccola è improbabile che, una volta terminato l'elio, si potranno raggiungere temperatura ancora superiori per permettere la fusione di nuclei di elementi più pesanti come C, O, Ne,Mg,Si,S e per finire Fe.

    (Campbell)

    CITAZIONE (tersite3 @ 27/11/2007, 12:13)
    L’articolo confonde le novae con le supernovae.
    In effetti quelle che sono descritte sono le supernovae, stelle molto massicce che si distruggono in pochi giorni liberando energia pari a quella di miliardi di stelle in quel breve tempo e fornendo l’energia necessaria per la sintesi di elementi di numero atomico superiore al ferro.

    Si è corretto parlare di "supernovae" e non di "novae". In effetti sono stata pigra nello scrivere pur sapendo che fenomeni di questo tipo sono solo attribuibili propio all'esplosione di stelle supernovae.
    Grazie per la precisazione :P

    Ely
     
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  11. tersite3
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    Cara leptone
    Ok per la confusione Kelvin-centigradi. Anche se le temperature della cromosfera non sono così elevate da rendere accettabile la confusione.
    CITAZIONE
    Una volta esaurito l'idrogeno, il Sole darà inizio alla fusione dei nuclei di elio ma con una temperatura molto maggiore (nel nucleo). Come già detto, si trasformerà in una gigante rossa con una temperatura superficale minore ma una luminosità di circa 10000 volte superiore all'attuale. Il processo si stima che durerà 500 milioni di anni.

    La fase di bruciamento dell'elio (se mai ci sarà per il nostro sole) non durerà 500 milioni di anni.
    Caso mai questo è un lasso di tempo compatibile per la durata del processo: abbandono sequenza principale-gigante rossa-nana bianca.
    CITAZIONE
    e di circa 4300 K (4000 °C) in presenza di macchie solari.

    Domanda cattiva: perchè quando il sole è intensamente "macchiato" ci arriva più energia? Se le macchie sono più fredde dov'è la fregatura?

    Ciao
    Tersite
     
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  12. leptone
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    CITAZIONE (tersite3 @ 27/11/2007, 15:27)
    Cara leptone
    Ok per la confusione Kelvin-centigradi. Anche se le temperature della cromosfera non sono così elevate da rendere accettabile la confusione.

    Prima di tutto non confondiamo cromosfera da fotosfera.
    Ti dirò... confrontando alcuni testi spesso fanno questa associazione. Inoltre in questo caso l'errore è accettabile perchè in primis si tratta di valori stimati. Lo scopo è dare un ordine di grandezza e non una reale misura.

    CITAZIONE (tersite3 @ 27/11/2007, 15:27)
    La fase di bruciamento dell'elio (se mai ci sarà per il nostro sole) non durerà 500 milioni di anni.
    Caso mai questo è un lasso di tempo compatibile per la durata del processo: abbandono sequenza principale-gigante rossa-nana bianca.

    La teoria più accreditata è quella che ho riportato. Ora giustamente si tratta di teorie. Come potrei avere ragione io come potresti averla tu o ancora nessuno dei due. Personalmente non ho le capacità di giudicare la correttezza di una piuttosto che di un'altra. In ambiente universitario i libri di testo e le lezioni riportano quanto ho scritto.
    Ma la ricerca scientifica va avanti quindi nessuno vieta di aggiornare il tutto.

    CITAZIONE (tersite3 @ 27/11/2007, 15:27)
    Domanda cattiva: perchè quando il sole è intensamente "macchiato" ci arriva più energia? Se le macchie sono più fredde dov'è la fregatura?

    E qua credo che i pareri potrebbero essere discordanti.
    Per quel che ne so, al momento non è ancora chiaro il motivo di questo fenomeno.
    La cosa certa è che macchie solari e attività solare sono legate tra loro. Durante l'assenza di macchie l'attività solare è ridotta e ciò influenza anche il clima del nostro pianeta.

    ***
    La restante parte della trattazione sulle macchie solari è stata spostata in una nuova discussione
    ***


    Ely

    Edited by leptone - 29/11/2007, 11:43
     
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