Fornire allo studente una buona conoscenza della struttura ed evoluzione stellare, con applicazioni rilevanti per problemi astrofisici generali, come la datazione delle stelle e l'età dell'Universo, il ruolo delle abbondanze degli elementi leggeri dell'evoluzione e la connessione con le abbondanze cosmologiche, le stelle variabili e le supernovae, ed il loro ruolo per la determinazione della scala di distanza, gli oggetti compatti (nane bianche, stelle di neutroni e la loro importanza nell'evoluzione delle binarie interattive. Lo scopo è quindi quello di fornire le basi di conoscenza sulle stelle per applicazioni astrofisiche anche non stellari
Curriculum
scheda docente materiale didattico
Definizione di magnitudine. Magnitudini apparenti e assolute. Sistemi fotometrici. Magnitudini bolometriche. Leggi di Stefan e di Stefan-Boltzmann. Trasporto radiativo. Righe di emissione e assorbimento. Temperatura effettiva delle stelle. Diagrammi Hertzprung-Russell e colore-magnitudine. Le classi spettrali.
ELEMENTI DI TRASPORTO RADIATIVO:
Legame tra gradiente di temperatura e flusso energetico in ambienti radiativi. Meccanismi di opacità: bound-bound, bound-free, free-free. La diffusione Thompson. La conduzione elettronica. Gradiente logaritmico di temperatura
L'INSTABILITA' CONVETTIVA:
Meccanismi di instabilità convettive. I criteri di Schwarzschild e Ledoux per la stabilità radiativa. Gradienti di temperatura in regioni convettive: i casi limite. La Mixing Length Theory.
EQUAZIONE DI STATO:
La distribuzione di Maxwell-Boltzmann. La degenerazione elettronica. Equazione di stato di un gas degenere. Degenerazione relativistica. Cristallizzazione. Neutronizzazione. Equazione di stato nel piano densità-temperatura.
LE REAZIONI DI FUSIONE NUCLEARE:
Effetto tunnel. Sezioni d'urto e rate di reazioni di fusione nucleare. Il picco di Gamov. Dipendenza delle sezioni d'urto delle reazioni nucleari dalla temperatura. Risonanze. Screening elettronico. La catena protone-protone. Il ciclo CNO. La combustione di elio.
LE EQUAZIONE DELL'EQUILIBRIO STELLARE
Equazione di conservazione della massa. Equazione dell'equilibrio idrostatico. Espressione del coefficiente di generazione di energia gravo-termica. I neutrini. Equazione di conservazione dell'energia. Condizioni al contorno. Raccordo tra integrazione della struttura interna e l'atmosfera. Equazioni dell'equilibrio stellare in forma adimensionale.
LA FORMAZIONE STELLARE
Il teorema del viriale. Bilancio energetico delle stelle giovani. Le nubi molecolari. Il criterio di Jeans per il collasso delle nubi molecolari. Collasso e frammentazione delle nubi molecolari. Ruolo della polvere. Collasso isotermo e adiabatico. Evoluzione di pre-sequenza: la teoria di Hayashi. La linea di Hayashi nel diagramma di Hertzprung-Russell. Tracce evolutive di pre-sequenza nel diagramma HR. Il modello Palla e Stahler e il ruolo dell'accrescimento. La combustione del Deuterio. La "birthline". La fusione del Litio durante la fase di pre-sequenza. Il ruolo della rotazione. Evoluzione del momento angolare. Il disk-locking e il frenamento magnetico. Il modello core-disk coupling di Bouvier. Stelle e nane brune.
LA FASE DI SEQUENZA PRINCIPALE
Le sequenze principali di ammassi aperti e globulari. Relazione massa-luminosità per stelle di sequenza principale. La morfologia della sequenza principale nel piano HR. Il ruolo della metallicità. Limite in massa per combustioni protone-protone e CNO. Durata della fase di sequenza principale in funzione della massa stellare Struttura interna delle stelle di sequenza principale. Incertezze nella modellistica della sequenza principale delle stelle di piccola massa. Proprietà evolutive delle stelle di sequenza principale: escursione delle tracce evolutivo sul diagramma di Hertzsprung-Russell.
LA FASE DI GIGANTE ROSSA
Le fasi conclusive della sequenza principale. Motivo fisico per l'espansione e l'evoluzione in gigante rossa. La combustione CNO in shell. La formazione di un inviluppo convettivo durante la fase di gigante rossa. Il primo dredge-up e la conseguente alterazione della composizione chimica superficiale. Tracce evolutive di stelle giganti rosse nel diagramma HR. Il bump delle giganti e relativo impatto sulle funzione di luminosità. Il thermohaline mixing. Caratteristiche principale dell'evoluzione di giganti rosse: raffreddamento, contrazione del core e aumento di luminosità. Evoluzione termodinamica dei nuclei delle stelle giganti. Limite in massa per la formazione di nuclei degeneri. Relazione tra luminosità e massa di core per stelle giganti di piccola massa. La perdita di massa e relativo impatto sull'innesco dell'elio.
LA FASE DI COMBUSTIONE DI ELIO NEL NUCLEO
Innesco dell'elio in nuclei degeneri: il flash. Evoluzione delle proprietà strutturali delle stelle durante il flash. Tracce evolutive delle stelle durante il flash dell'elio: spiegazione dei diagrammi colore-colore degli ammassi globulari. La sequenza principale delle stelle che bruciano elio nel nucleo. Morfologia di ramo orizzontale: ruolo della massa di core e della massa dell'inviluppo. La combustione dell'elio nelle stelle di massa intermedia. "Clump" di ammassi aperti.
EVOLUZIONE DI RAMO ASINTOTICO
La formazione di un nucleo di carbonio e ossigeno degenere in stelle di massa sotto 8 masse solari. Il secondo dredge-up. Struttura fisica e chimica di una stella AGB. Il meccanismo del pulso termico per l'innesco dell'elio in shell. Relazione luminosità - massa di core per stelle AGB. Hot bottom burning. Il terzo dredge-up e la formazione delle stelle al carbonio. Evoluzione di stelle di ramo asintotico di massa diversa. Yield chimici di stelle di ramo asintotico. Le stelle super-AGB
Formazione di polvere nei venti delle stelle di ramo asintotico. Mineralogia della polvere al variare della massa iniziale e della metallicità. Stabilità termodinamica delle specie di polvere. Stratificazione chimico-dinamica di venti di stelle AGB. Yield di polvere di stelle AGB. Evoluzione della distribuzione spettrale.
LE NANE BIANCHE
Fasi evolutive finali. Le nebulose planetarie. La teoria di Chandrasekhar per la struttura della nane bianche: la relazione massa-raggio. La massa di Chandrasekhar. Bilancio energetico delle nane bianche. Teoria del raffreddamento.
LA VARIABILITA' STELLARE
Stelle variabili. Meccanismi alla base della variabilità. Le stelle come macchine termiche. La striscia di instabilità. Variabili RR Lyrae e Cefeidi. Relazione periodo-luminosità per le stelle Cefeidi.
LE STELLE MASSICCE
Fasi combustione avanzate: carbon, neon, oxygen, silicon burning. La formazione del core di ferro. il collasso del core. Evidenze osservative di evoluzione di stelle massicce: red super giants, luminous blue variables, stelle Wolf Rayet. Supernovae di tipo I e II
GLI AMMASSI GLOBULARI
Metodi per la determinazione dell'età degli ammassi globulari. Determinazione di arrossamento e distanza. I rami orizzontali. Il ruolo della metallicità Rami orizzontali di ammassi globulari. Anomalie chimiche: trend ossigeno-sodio e magnesio-alluminio. Lo scenario AGB per la formazione degli ammassi globulari.
Vittorio Castellani
disponbile al link: https://astrofisicastellare.altervista.org/
Programma
INTRODUZIONE AL CORSO:Definizione di magnitudine. Magnitudini apparenti e assolute. Sistemi fotometrici. Magnitudini bolometriche. Leggi di Stefan e di Stefan-Boltzmann. Trasporto radiativo. Righe di emissione e assorbimento. Temperatura effettiva delle stelle. Diagrammi Hertzprung-Russell e colore-magnitudine. Le classi spettrali.
ELEMENTI DI TRASPORTO RADIATIVO:
Legame tra gradiente di temperatura e flusso energetico in ambienti radiativi. Meccanismi di opacità: bound-bound, bound-free, free-free. La diffusione Thompson. La conduzione elettronica. Gradiente logaritmico di temperatura
L'INSTABILITA' CONVETTIVA:
Meccanismi di instabilità convettive. I criteri di Schwarzschild e Ledoux per la stabilità radiativa. Gradienti di temperatura in regioni convettive: i casi limite. La Mixing Length Theory.
EQUAZIONE DI STATO:
La distribuzione di Maxwell-Boltzmann. La degenerazione elettronica. Equazione di stato di un gas degenere. Degenerazione relativistica. Cristallizzazione. Neutronizzazione. Equazione di stato nel piano densità-temperatura.
LE REAZIONI DI FUSIONE NUCLEARE:
Effetto tunnel. Sezioni d'urto e rate di reazioni di fusione nucleare. Il picco di Gamov. Dipendenza delle sezioni d'urto delle reazioni nucleari dalla temperatura. Risonanze. Screening elettronico. La catena protone-protone. Il ciclo CNO. La combustione di elio.
LE EQUAZIONE DELL'EQUILIBRIO STELLARE
Equazione di conservazione della massa. Equazione dell'equilibrio idrostatico. Espressione del coefficiente di generazione di energia gravo-termica. I neutrini. Equazione di conservazione dell'energia. Condizioni al contorno. Raccordo tra integrazione della struttura interna e l'atmosfera. Equazioni dell'equilibrio stellare in forma adimensionale.
LA FORMAZIONE STELLARE
Il teorema del viriale. Bilancio energetico delle stelle giovani. Le nubi molecolari. Il criterio di Jeans per il collasso delle nubi molecolari. Collasso e frammentazione delle nubi molecolari. Ruolo della polvere. Collasso isotermo e adiabatico. Evoluzione di pre-sequenza: la teoria di Hayashi. La linea di Hayashi nel diagramma di Hertzprung-Russell. Tracce evolutive di pre-sequenza nel diagramma HR. Il modello Palla e Stahler e il ruolo dell'accrescimento. La combustione del Deuterio. La "birthline". La fusione del Litio durante la fase di pre-sequenza. Il ruolo della rotazione. Evoluzione del momento angolare. Il disk-locking e il frenamento magnetico. Il modello core-disk coupling di Bouvier. Stelle e nane brune.
LA FASE DI SEQUENZA PRINCIPALE
Le sequenze principali di ammassi aperti e globulari. Relazione massa-luminosità per stelle di sequenza principale. La morfologia della sequenza principale nel piano HR. Il ruolo della metallicità. Limite in massa per combustioni protone-protone e CNO. Durata della fase di sequenza principale in funzione della massa stellare Struttura interna delle stelle di sequenza principale. Incertezze nella modellistica della sequenza principale delle stelle di piccola massa. Proprietà evolutive delle stelle di sequenza principale: escursione delle tracce evolutivo sul diagramma di Hertzsprung-Russell.
LA FASE DI GIGANTE ROSSA
Le fasi conclusive della sequenza principale. Motivo fisico per l'espansione e l'evoluzione in gigante rossa. La combustione CNO in shell. La formazione di un inviluppo convettivo durante la fase di gigante rossa. Il primo dredge-up e la conseguente alterazione della composizione chimica superficiale. Tracce evolutive di stelle giganti rosse nel diagramma HR. Il bump delle giganti e relativo impatto sulle funzione di luminosità. Il thermohaline mixing. Caratteristiche principale dell'evoluzione di giganti rosse: raffreddamento, contrazione del core e aumento di luminosità. Evoluzione termodinamica dei nuclei delle stelle giganti. Limite in massa per la formazione di nuclei degeneri. Relazione tra luminosità e massa di core per stelle giganti di piccola massa. La perdita di massa e relativo impatto sull'innesco dell'elio.
LA FASE DI COMBUSTIONE DI ELIO NEL NUCLEO
Innesco dell'elio in nuclei degeneri: il flash. Evoluzione delle proprietà strutturali delle stelle durante il flash. Tracce evolutive delle stelle durante il flash dell'elio: spiegazione dei diagrammi colore-colore degli ammassi globulari. La sequenza principale delle stelle che bruciano elio nel nucleo. Morfologia di ramo orizzontale: ruolo della massa di core e della massa dell'inviluppo. La combustione dell'elio nelle stelle di massa intermedia. "Clump" di ammassi aperti.
EVOLUZIONE DI RAMO ASINTOTICO
La formazione di un nucleo di carbonio e ossigeno degenere in stelle di massa sotto 8 masse solari. Il secondo dredge-up. Struttura fisica e chimica di una stella AGB. Il meccanismo del pulso termico per l'innesco dell'elio in shell. Relazione luminosità - massa di core per stelle AGB. Hot bottom burning. Il terzo dredge-up e la formazione delle stelle al carbonio. Evoluzione di stelle di ramo asintotico di massa diversa. Yield chimici di stelle di ramo asintotico. Le stelle super-AGB
Formazione di polvere nei venti delle stelle di ramo asintotico. Mineralogia della polvere al variare della massa iniziale e della metallicità. Stabilità termodinamica delle specie di polvere. Stratificazione chimico-dinamica di venti di stelle AGB. Yield di polvere di stelle AGB. Evoluzione della distribuzione spettrale.
LE NANE BIANCHE
Fasi evolutive finali. Le nebulose planetarie. La teoria di Chandrasekhar per la struttura della nane bianche: la relazione massa-raggio. La massa di Chandrasekhar. Bilancio energetico delle nane bianche. Teoria del raffreddamento.
LA VARIABILITA' STELLARE
Stelle variabili. Meccanismi alla base della variabilità. Le stelle come macchine termiche. La striscia di instabilità. Variabili RR Lyrae e Cefeidi. Relazione periodo-luminosità per le stelle Cefeidi.
LE STELLE MASSICCE
Fasi combustione avanzate: carbon, neon, oxygen, silicon burning. La formazione del core di ferro. il collasso del core. Evidenze osservative di evoluzione di stelle massicce: red super giants, luminous blue variables, stelle Wolf Rayet. Supernovae di tipo I e II
GLI AMMASSI GLOBULARI
Metodi per la determinazione dell'età degli ammassi globulari. Determinazione di arrossamento e distanza. I rami orizzontali. Il ruolo della metallicità Rami orizzontali di ammassi globulari. Anomalie chimiche: trend ossigeno-sodio e magnesio-alluminio. Lo scenario AGB per la formazione degli ammassi globulari.
Testi Adottati
Astrofisica StellareVittorio Castellani
disponbile al link: https://astrofisicastellare.altervista.org/
Modalità Frequenza
la frequenza non è obbligatoria ma sempre fortemente consigliataModalità Valutazione
E' prevista una prova scritta intermedia, strutturata in domande a riposta aperta, inerente la prima parte del corso, fino alla fase di sequenza principale. La prova orale a fine corso consiste in un colloquio articolato tipicamente in due o tre domande, che riguardano i contenuti del corso. In caso di esito positivo della prova intermedia, la prova orale riguarda esclusivamente la parte di programma della seconda metà del corso, a partire dalle fasi di combustione centrale dell'elio. scheda docente materiale didattico
Definizione di magnitudine. Magnitudini apparenti e assolute. Sistemi fotometrici. Magnitudini bolometriche. Leggi di Stefan e di Stefan-Boltzmann. Trasporto radiativo. Righe di emissione e assorbimento. Temperatura effettiva delle stelle. Diagrammi Hertzprung-Russell e colore-magnitudine. Le classi spettrali.
ELEMENTI DI TRASPORTO RADIATIVO:
Legame tra gradiente di temperatura e flusso energetico in ambienti radiativi. Meccanismi di opacità: bound-bound, bound-free, free-free. La diffusione Thompson. La conduzione elettronica. Gradiente logaritmico di temperatura
L'INSTABILITA' CONVETTIVA:
Meccanismi di instabilità convettive. I criteri di Schwarzschild e Ledoux per la stabilità radiativa. Gradienti di temperatura in regioni convettive: i casi limite. La Mixing Length Theory.
EQUAZIONE DI STATO:
La distribuzione di Maxwell-Boltzmann. La degenerazione elettronica. Equazione di stato di un gas degenere. Degenerazione relativistica. Cristallizzazione. Neutronizzazione. Equazione di stato nel piano densità-temperatura.
LE REAZIONI DI FUSIONE NUCLEARE:
Effetto tunnel. Sezioni d'urto e rate di reazioni di fusione nucleare. Il picco di Gamov. Dipendenza delle sezioni d'urto delle reazioni nucleari dalla temperatura. Risonanze. Screening elettronico. La catena protone-protone. Il ciclo CNO. La combustione di elio.
LE EQUAZIONE DELL'EQUILIBRIO STELLARE
Equazione di conservazione della massa. Equazione dell'equilibrio idrostatico. Espressione del coefficiente di generazione di energia gravo-termica. I neutrini. Equazione di conservazione dell'energia. Condizioni al contorno. Raccordo tra integrazione della struttura interna e l'atmosfera. Equazioni dell'equilibrio stellare in forma adimensionale.
LA FORMAZIONE STELLARE
Il teorema del viriale. Bilancio energetico delle stelle giovani. Le nubi molecolari. Il criterio di Jeans per il collasso delle nubi molecolari. Collasso e frammentazione delle nubi molecolari. Ruolo della polvere. Collasso isotermo e adiabatico. Evoluzione di pre-sequenza: la teoria di Hayashi. La linea di Hayashi nel diagramma di Hertzprung-Russell. Tracce evolutive di pre-sequenza nel diagramma HR. Il modello Palla e Stahler e il ruolo dell'accrescimento. La combustione del Deuterio. La "birthline". La fusione del Litio durante la fase di pre-sequenza. Il ruolo della rotazione. Evoluzione del momento angolare. Il disk-locking e il frenamento magnetico. Il modello core-disk coupling di Bouvier. Stelle e nane brune.
LA FASE DI SEQUENZA PRINCIPALE
Le sequenze principali di ammassi aperti e globulari. Relazione massa-luminosità per stelle di sequenza principale. La morfologia della sequenza principale nel piano HR. Il ruolo della metallicità. Limite in massa per combustioni protone-protone e CNO. Durata della fase di sequenza principale in funzione della massa stellare Struttura interna delle stelle di sequenza principale. Incertezze nella modellistica della sequenza principale delle stelle di piccola massa. Proprietà evolutive delle stelle di sequenza principale: escursione delle tracce evolutivo sul diagramma di Hertzsprung-Russell.
LA FASE DI GIGANTE ROSSA
Le fasi conclusive della sequenza principale. Motivo fisico per l'espansione e l'evoluzione in gigante rossa. La combustione CNO in shell. La formazione di un inviluppo convettivo durante la fase di gigante rossa. Il primo dredge-up e la conseguente alterazione della composizione chimica superficiale. Tracce evolutive di stelle giganti rosse nel diagramma HR. Il bump delle giganti e relativo impatto sulle funzione di luminosità. Il thermohaline mixing. Caratteristiche principale dell'evoluzione di giganti rosse: raffreddamento, contrazione del core e aumento di luminosità. Evoluzione termodinamica dei nuclei delle stelle giganti. Limite in massa per la formazione di nuclei degeneri. Relazione tra luminosità e massa di core per stelle giganti di piccola massa. La perdita di massa e relativo impatto sull'innesco dell'elio.
LA FASE DI COMBUSTIONE DI ELIO NEL NUCLEO
Innesco dell'elio in nuclei degeneri: il flash. Evoluzione delle proprietà strutturali delle stelle durante il flash. Tracce evolutive delle stelle durante il flash dell'elio: spiegazione dei diagrammi colore-colore degli ammassi globulari. La sequenza principale delle stelle che bruciano elio nel nucleo. Morfologia di ramo orizzontale: ruolo della massa di core e della massa dell'inviluppo. La combustione dell'elio nelle stelle di massa intermedia. "Clump" di ammassi aperti.
EVOLUZIONE DI RAMO ASINTOTICO
La formazione di un nucleo di carbonio e ossigeno degenere in stelle di massa sotto 8 masse solari. Il secondo dredge-up. Struttura fisica e chimica di una stella AGB. Il meccanismo del pulso termico per l'innesco dell'elio in shell. Relazione luminosità - massa di core per stelle AGB. Hot bottom burning. Il terzo dredge-up e la formazione delle stelle al carbonio. Evoluzione di stelle di ramo asintotico di massa diversa. Yield chimici di stelle di ramo asintotico. Le stelle super-AGB
Formazione di polvere nei venti delle stelle di ramo asintotico. Mineralogia della polvere al variare della massa iniziale e della metallicità. Stabilità termodinamica delle specie di polvere. Stratificazione chimico-dinamica di venti di stelle AGB. Yield di polvere di stelle AGB. Evoluzione della distribuzione spettrale.
LE NANE BIANCHE
Fasi evolutive finali. Le nebulose planetarie. La teoria di Chandrasekhar per la struttura della nane bianche: la relazione massa-raggio. La massa di Chandrasekhar. Bilancio energetico delle nane bianche. Teoria del raffreddamento.
LA VARIABILITA' STELLARE
Stelle variabili. Meccanismi alla base della variabilità. Le stelle come macchine termiche. La striscia di instabilità. Variabili RR Lyrae e Cefeidi. Relazione periodo-luminosità per le stelle Cefeidi.
LE STELLE MASSICCE
Fasi combustione avanzate: carbon, neon, oxygen, silicon burning. La formazione del core di ferro. il collasso del core. Evidenze osservative di evoluzione di stelle massicce: red super giants, luminous blue variables, stelle Wolf Rayet. Supernovae di tipo I e II
GLI AMMASSI GLOBULARI
Metodi per la determinazione dell'età degli ammassi globulari. Determinazione di arrossamento e distanza. I rami orizzontali. Il ruolo della metallicità Rami orizzontali di ammassi globulari. Anomalie chimiche: trend ossigeno-sodio e magnesio-alluminio. Lo scenario AGB per la formazione degli ammassi globulari.
Vittorio Castellani
disponbile al link: https://astrofisicastellare.altervista.org/
Mutuazione: 20402214 ASTROFISICA STELLARE in Fisica LM-17 R N0 VENTURA PAOLO
Programma
INTRODUZIONE AL CORSO:Definizione di magnitudine. Magnitudini apparenti e assolute. Sistemi fotometrici. Magnitudini bolometriche. Leggi di Stefan e di Stefan-Boltzmann. Trasporto radiativo. Righe di emissione e assorbimento. Temperatura effettiva delle stelle. Diagrammi Hertzprung-Russell e colore-magnitudine. Le classi spettrali.
ELEMENTI DI TRASPORTO RADIATIVO:
Legame tra gradiente di temperatura e flusso energetico in ambienti radiativi. Meccanismi di opacità: bound-bound, bound-free, free-free. La diffusione Thompson. La conduzione elettronica. Gradiente logaritmico di temperatura
L'INSTABILITA' CONVETTIVA:
Meccanismi di instabilità convettive. I criteri di Schwarzschild e Ledoux per la stabilità radiativa. Gradienti di temperatura in regioni convettive: i casi limite. La Mixing Length Theory.
EQUAZIONE DI STATO:
La distribuzione di Maxwell-Boltzmann. La degenerazione elettronica. Equazione di stato di un gas degenere. Degenerazione relativistica. Cristallizzazione. Neutronizzazione. Equazione di stato nel piano densità-temperatura.
LE REAZIONI DI FUSIONE NUCLEARE:
Effetto tunnel. Sezioni d'urto e rate di reazioni di fusione nucleare. Il picco di Gamov. Dipendenza delle sezioni d'urto delle reazioni nucleari dalla temperatura. Risonanze. Screening elettronico. La catena protone-protone. Il ciclo CNO. La combustione di elio.
LE EQUAZIONE DELL'EQUILIBRIO STELLARE
Equazione di conservazione della massa. Equazione dell'equilibrio idrostatico. Espressione del coefficiente di generazione di energia gravo-termica. I neutrini. Equazione di conservazione dell'energia. Condizioni al contorno. Raccordo tra integrazione della struttura interna e l'atmosfera. Equazioni dell'equilibrio stellare in forma adimensionale.
LA FORMAZIONE STELLARE
Il teorema del viriale. Bilancio energetico delle stelle giovani. Le nubi molecolari. Il criterio di Jeans per il collasso delle nubi molecolari. Collasso e frammentazione delle nubi molecolari. Ruolo della polvere. Collasso isotermo e adiabatico. Evoluzione di pre-sequenza: la teoria di Hayashi. La linea di Hayashi nel diagramma di Hertzprung-Russell. Tracce evolutive di pre-sequenza nel diagramma HR. Il modello Palla e Stahler e il ruolo dell'accrescimento. La combustione del Deuterio. La "birthline". La fusione del Litio durante la fase di pre-sequenza. Il ruolo della rotazione. Evoluzione del momento angolare. Il disk-locking e il frenamento magnetico. Il modello core-disk coupling di Bouvier. Stelle e nane brune.
LA FASE DI SEQUENZA PRINCIPALE
Le sequenze principali di ammassi aperti e globulari. Relazione massa-luminosità per stelle di sequenza principale. La morfologia della sequenza principale nel piano HR. Il ruolo della metallicità. Limite in massa per combustioni protone-protone e CNO. Durata della fase di sequenza principale in funzione della massa stellare Struttura interna delle stelle di sequenza principale. Incertezze nella modellistica della sequenza principale delle stelle di piccola massa. Proprietà evolutive delle stelle di sequenza principale: escursione delle tracce evolutivo sul diagramma di Hertzsprung-Russell.
LA FASE DI GIGANTE ROSSA
Le fasi conclusive della sequenza principale. Motivo fisico per l'espansione e l'evoluzione in gigante rossa. La combustione CNO in shell. La formazione di un inviluppo convettivo durante la fase di gigante rossa. Il primo dredge-up e la conseguente alterazione della composizione chimica superficiale. Tracce evolutive di stelle giganti rosse nel diagramma HR. Il bump delle giganti e relativo impatto sulle funzione di luminosità. Il thermohaline mixing. Caratteristiche principale dell'evoluzione di giganti rosse: raffreddamento, contrazione del core e aumento di luminosità. Evoluzione termodinamica dei nuclei delle stelle giganti. Limite in massa per la formazione di nuclei degeneri. Relazione tra luminosità e massa di core per stelle giganti di piccola massa. La perdita di massa e relativo impatto sull'innesco dell'elio.
LA FASE DI COMBUSTIONE DI ELIO NEL NUCLEO
Innesco dell'elio in nuclei degeneri: il flash. Evoluzione delle proprietà strutturali delle stelle durante il flash. Tracce evolutive delle stelle durante il flash dell'elio: spiegazione dei diagrammi colore-colore degli ammassi globulari. La sequenza principale delle stelle che bruciano elio nel nucleo. Morfologia di ramo orizzontale: ruolo della massa di core e della massa dell'inviluppo. La combustione dell'elio nelle stelle di massa intermedia. "Clump" di ammassi aperti.
EVOLUZIONE DI RAMO ASINTOTICO
La formazione di un nucleo di carbonio e ossigeno degenere in stelle di massa sotto 8 masse solari. Il secondo dredge-up. Struttura fisica e chimica di una stella AGB. Il meccanismo del pulso termico per l'innesco dell'elio in shell. Relazione luminosità - massa di core per stelle AGB. Hot bottom burning. Il terzo dredge-up e la formazione delle stelle al carbonio. Evoluzione di stelle di ramo asintotico di massa diversa. Yield chimici di stelle di ramo asintotico. Le stelle super-AGB
Formazione di polvere nei venti delle stelle di ramo asintotico. Mineralogia della polvere al variare della massa iniziale e della metallicità. Stabilità termodinamica delle specie di polvere. Stratificazione chimico-dinamica di venti di stelle AGB. Yield di polvere di stelle AGB. Evoluzione della distribuzione spettrale.
LE NANE BIANCHE
Fasi evolutive finali. Le nebulose planetarie. La teoria di Chandrasekhar per la struttura della nane bianche: la relazione massa-raggio. La massa di Chandrasekhar. Bilancio energetico delle nane bianche. Teoria del raffreddamento.
LA VARIABILITA' STELLARE
Stelle variabili. Meccanismi alla base della variabilità. Le stelle come macchine termiche. La striscia di instabilità. Variabili RR Lyrae e Cefeidi. Relazione periodo-luminosità per le stelle Cefeidi.
LE STELLE MASSICCE
Fasi combustione avanzate: carbon, neon, oxygen, silicon burning. La formazione del core di ferro. il collasso del core. Evidenze osservative di evoluzione di stelle massicce: red super giants, luminous blue variables, stelle Wolf Rayet. Supernovae di tipo I e II
GLI AMMASSI GLOBULARI
Metodi per la determinazione dell'età degli ammassi globulari. Determinazione di arrossamento e distanza. I rami orizzontali. Il ruolo della metallicità Rami orizzontali di ammassi globulari. Anomalie chimiche: trend ossigeno-sodio e magnesio-alluminio. Lo scenario AGB per la formazione degli ammassi globulari.
Testi Adottati
Astrofisica StellareVittorio Castellani
disponbile al link: https://astrofisicastellare.altervista.org/
Modalità Frequenza
la frequenza non è obbligatoria ma sempre fortemente consigliataModalità Valutazione
E' prevista una prova scritta intermedia, strutturata in domande a riposta aperta, inerente la prima parte del corso, fino alla fase di sequenza principale. La prova orale a fine corso consiste in un colloquio articolato tipicamente in due o tre domande, che riguardano i contenuti del corso. In caso di esito positivo della prova intermedia, la prova orale riguarda esclusivamente la parte di programma della seconda metà del corso, a partire dalle fasi di combustione centrale dell'elio.