LUMINOSITA’ DELLE STELLE
COLORE DELLE STELLE
CLASSIFICAZIONI STELLARI
LE STELLE VARIABILI
CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
CONCETTI DI BASE DELLA LUMINISITA’
LUMINOSITA’ E DISTANZE DEGLI ASTRI
MAGNITUDINI CELESTI
LE STELLE PIU’ BRILLANTI
CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
L'unità di misura dell'intensità luminosa è la candela,
approssimabile proprio con una normale candela di cera le
cui caratteristiche sono comunque definite dalle norme
internazionali.
Se accendiamo la candela, questa emette luce in maniera
sferica, tutto intorno a sé, abbracciando una superficie pari a
4πd2
La superficie illuminata, sferica, può essere suddivisa in 16
coni che hanno per origine la fiamma della candela stessa e
per base una piccola sfera posta sulla superficie illuminata.
La base di ciascun cono è chiamata STERADIANTE. Che
dimensioni ha? La superficie di ciascuno steradiante è pari
a 4π, quindi la 12,56esima parte della sfera totale. Ne
segue che la sua superficie è pari al quadrato della
distanza, essendo la superficie totale della sfera pari a 4πd2
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
La luminosità che cade in uno steradiante è chiamata LUMEN
(lm). Un lumen è quindi la parte di fascio luminoso di una
candela che colpisce uno steradiante di superficie pari al
quadrato del raggio.
Una candela quindi emette un fascio di luce in ogni direzione
pari ad un totale di 12,6 lumen, essendo uno steradiante pari
a un 12,6esimo della superficie della sfera completa di
illuminazione.
Il lux è il flusso di luce ricevuto da una superficie di 1 metro quadrato da una sorgente
che emette il flusso luminoso di 1 lumen, quindi:
1 Lux = 1 lm / m2
Quindi l’illuminamento decresce con il quadrato della distanza.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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La brillantezza di un astro dipende da due fattori:
LUMINOSITA’ e DISTANZA.
La luminosità di un astro è inteso come l'insieme
delle radiazioni che questa emette nell'unità di
tempo considerata ed in tutte le direzioni.
Un modo molto semplice per indicare la luminosità di un astro si ottiene con
riferimento alla luminosità del nostro Sole (pari a 3,9x1033 erg/sec).
Ad esempio, una stella può brillare la metà del nostro Sole oppure può brillare come
10.000 stelle del nostro Sole messe insieme. Questa misura è chiamata LUMINOSITA’
SOLARE.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Se Alpha Centauri ha una luminosità pari a 1 Luminosità Solare dovremmo vederla
nel cielo con una brillantezza pari a quella del Sole?
Ovviamente NO, visto che si trova molto più distante, con i suoi 4 anni luce passati,
rispetto agli otto minuti luce del Sole.
La brillantezza decresce con il quadrato della distanza. Se
portiamo il Sole a 2 UA di distanza, la sua brillantezza
decresce di 4 volte (2 al quadrato), mentre se lo portiamo
alla distanza di Alpha Centauri facciamo diminuire la sua
brillantezza di ben 70 miliardi di volte.
La BRILLANTEZZA è quindi la luce che giunge ai nostri
occhi, ed è anche detta BRILLANTEZZA APPARENTE.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Intuitivamente, se due astri hanno la stessa luminosità e sono
posti alla stessa distanza, hanno anche la stessa brillantezza nel
senso che nel cielo brillano allo stesso modo in mancanza di
fattori esterni.
Se i due astri sono posti a differenti distanze, invece, quello più
lontano avrà una brillantezza inferiore rispetto a quello più
vicino, che quindi brillerà di più.
LE STELLE PIU’ BRILLANTI QUINDI SONO QUELLE PIU’ VICINE?
La risposta è: in genere sembra, ma è un caso. Quindi la
risposta è NO.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Questo è vero in linea generale visto che dipende anche dalla densità del mezzo
interstellare presente tra i due astri e noi: se la luce di una stella incontra delle polveri più
dense lungo il proprio cammino subisce un processo di ESTINZIONE, che la riduce.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Ovviamente gli antichi non parlavano di radiazione emessa, ma si basavano su quanto
potevano osservare nel cielo ad occhio nudo.
Ipparco da Nicea, nel secolo II a.C., catalogò le stelle in base alla loro brillantezza nel cielo
stabilendo sei grandezze: le stelle di prima grandezza erano le più brillanti, le stelle di
sesta grandezza erano le meno brillanti.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Ancora oggi usiamo una scala inversa (maggiore è il
numero e minore è la brillantezza), ma non ci sono più
limiti. Ci sono stelle con valore negativo (magnitudine)
negativa e valori molto alti ad indicare stelle debolissimi
visibili soltanto dai grandi telescopi.
La MAGNITUDINE è un numero che esprime la
luminosità di un astro, ma può essere di vari tipi.
La MAGNITUDINE APPARENTE è la brillantezza con la
quale una stella ci appare ad occhio nudo.
La MAGNITUDINE ASSOLUTA è invece la brillantezza con
la quale un astro ci apparirebbe se si trovasse a 10 Pc di
distanza.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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MAGNITUDINE VISUALE: magnitudine ottenuta tramite osservazioni visuali effettuate con
un fotometro.
MAGNITUDINE FOTOELETTRICA: magnitudine apparente ottenuta da osservazioni
effettuate con un fotometro fotoelettrico.
MAGNITUDINE FOTOGRAFICA: magnitudine apparente ottenuta tramite osservazioni
basate su una normale lastra fotografica.
MAGNITUDINE FOTOVISUALE: magnitudine ottenuta tramite osservazioni basate su lastra
fotografica con gamma di sensibilità uguale a quella dell'occhio umano.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Ogni planetario consente di
confrontare la nostra immagine
con un campo stellare che riporta
la magnitudine di tutte le stelle
immortalate. Il confronto ci
consente di stabilire fino a quale
magnitudine siamo andati a
fotografare, quindi fino a che
profondità siamo giunti.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Tra la magnitudine 1 e la magnitudine 6 esiste un
rapporto di 100 fra le brillantezze. Un grado di
differenza corrisponde ad una brillantezza che si
differenzia per 2,512 gradi. Per un numero di gradini n,
ci sarà un rapporto pari a 2,512n ed infatti 2,5125 = 100,
che è il passaggio tra magnitudine 1 e magnitudine 6 (5
livelli).
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
Differenza di
magnitudine
Differenza di
brillantezza
0
1
0,1
1,1
0,2
1,2
0,3
1,3
0,4
1,45
0,5
1,6
0,7
1,9
1
2,5
2
6,3
3
16
4
40
5
100
7
630
10
10.000
15
1.000.000
20
10.000.000
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Con m = magnitudine apparente, M = magnitudine
assoluta e d = distanza.
Ne risulta che, se conosciamo la magnitudine apparente e
la magnitudine assoluta di una stella possiamo risalire alla
sua distanza, cosa FONDAMENTALE per l’uso delle stelle
come candele standard nella determinazione delle
distanze astronomiche.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Spesso leggiamo di nebulose con magnitudine pari a 5, e
possiamo pensare di vederle nel cielo brillare della stella luce
delle stelle di magnitudine 5.
In realtà si tratta di oggetti non puntiformi, e la magnitudine 5
va divisa per tutta la superficie emittente. Si parla di
magnitudine integrata.
La magnitudine integrata quindi è il totale flusso di luminosità
emesso dal corpo celeste diffuso dando per ipotesi che esso
sia puntiforme come una stella.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Stella
Magnitudine apparente
Costellazione
Sirio
-1,44
Cane Maggiore
Canopo
-0,62
Carena
Alfa Centauri
-0,28
Centauro
Arturo
-0,05
Bifolco
Vega
0,03
Lira
Capella
0,08
Cocchiere
Rigel
0,18
Orione
Procione
0,40
Cane Minore
Achernar
0,45
Eridano
Betelgeuse
0,45
Orione
Hadar
0,61
Centauro
Altair
0,76
Aquila
Acrux
0,77
Croce del Sud
Aldebaran
0,87
Toro
Spica
0,98
Vergine
Antares
1,05
Scorpione
Polluce
1,16
Gemelli
Fomalhaut
1,16
Pesce Australe
Becrux
1,25
Croce del Sud
Deneb
1,25
Cigno
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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IL COLORE DEI CORPI CELESTI
IL CALORE DEI CORPI CELESTI
LE STELLE PIU’ COLORATE
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Spesso pensiamo al CALORE come ad una caratteristica che un corpo
possiede in maniera isolata. Quel corpo è caldo… quel corpo è
freddo… ma se ci pensiamo bene, è caldo o freddo in confronto a
qualcosa, ad un altro corpo.
E infatti:
Il calore è la quantità di energia che passa da un corpo più caldo ad
uno più freddo fino al raggiungimento dell'equilibrio. Si misura
in calorie.
Il calore, quindi, è una forma di energia e l'energia è la capacità di un
corpo di compiere un lavoro e si misura, come detto, in Joule.
La temperatura è la proprietà che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione
alla direzione del flusso di calore che si instaura tra di essi, quindi è la proprietà che regola
il trasferimento del calore.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
In fisica, il calore deriva dallo stato di
agitazione di atomi e molecole di un
sistema.
Se somministriamo calore ad un
corpo, le sue microparticelle si
muovono più velocemente mentre se
togliamo calore si assiste ad un
movimento più lento.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Due corpi si scambiano calore per
CONDUZIONE nel momento in cui
vengono messi a contatto. Le
particelle delle superfici che si
«toccano»,
si
scontrano
e
determinano un passaggio dalle più
veloci (del corpo più caldo) alle più
lente (del corpo più freddo) fino a
raggiungimento dell’equilibrio.
Non
c’è
un
trasferimento
macroscopico
quindi,
ma
un
trasferimento di energia tra particelle
a contatto, tramite urti, energia
cinetica
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Si ha quando un fluido entra in
contatto con un corpo la cui
temperatura è maggiore della
propria. Aumentando la temperatura,
il fluido a contatto con l'oggetto si
espande e diminuisce di densità, e
sale
verso
l'alto
(principio
di Archimede) dal momento che meno denso - pesa meno. In questo
modo si generano dei moti convettivi
in cui il fluido caldo sale verso l'alto e
quello freddo scende verso il basso.
Sarà ora il fluido sceso in basso a
scaldarsi perché a contatto con il
corpo più caldo e quello migrato
verso l'alto a raffreddarsi di nuovo,
dando vita ad un nuovo scambio.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Si tratta di una modalità di trasmissione di calore a distanza, anche nel vuoto, con la quale
due sistemi si scambiano calore per emissione, propagazione ed assorbimento di onde
elettromagnetiche. L'esempio classico è il calore che giunge a Terra tramite i raggi del Sole.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CELSIUS
Il grado 0 è pari al punto di fusione del ghiaccio mentre il grado 100 è pari al punto di
ebollizione dell'acqua al livello del mare.
Una differenza di un grado corrisponde esattamente alla differenza di un grado della scala
assoluta, o scala Kelvin. Per passare da un determinato valore in scala Celsius al
corrispettivo valore in scala Kelvin, quindi, basta aggiungere 273,15 gradi visto che lo zero
della scala Kelvin è pari allo zero assoluto (273,15).
FAHRENHEIT
Utilizzata nei paesi anglosassoni e prevede il congelamento dell'acqua a 32°F e quello di
ebollizione a 212°F. Per passare dai gradi Fahrenheit ai gradi Celsius si applica la formula:
Tc = (5/9)(Tf - 32)
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Conversione
Formula
Da Kelvin a Celsius
Tc = Tk - 273,15
Da Celsius a Kelvin
Tk = Tc + 273,15
Da Kelvin a Fahrenheit
Tf = (Tk * 1,8) - 459,67
Da Fahrenheit a Kelvin
Tk = (Tf + 459,67)/1,8
Da Fahreneit a Celsius
Tc = (5/9)(Tf - 32)
Da Celsius a Fahrenheit
Tf = (9/5)Tc + 32
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Aldebaran
Vega
Arturo
Albireo
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Le stelle a bassa temperatura emettono gran parte della
loro energia nella parte dal rosso all'infrarosso dello
spettro elettromagnetico, mentre le stelle più calde
emettono soprattutto nel blu e nell'ultravioletto. Come
si potrà intuire dal fatto che si parla di colori appena
dopo aver parlato di calore, il colore di un corpo è
determinato dalla sua temperatura superficiale,
secondo la Legge di Wien.
Il picco di lunghezza d'onda P al quale un corpo si trova ad emettere la maggior parte
della propria radiazione è dato, in nanometri, da 2.900.000 diviso la temperatura
superficiale in Kelvin del corpo stesso:
P = (2.900.000 / K) nm
Es.: Sirio ha una temperatura superficiale di 9200 K, quindi il suo picco di emissione si ha
a 315 nm, nell'ultravioletto, sebbene brilli molto anche nel campo ottico, come ben
sappiamo. Omicron Ceti, invece, ha una temperatura di 1900 K quindi il suo picco si ha a
1526 nm, nell'infrarosso.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Gli oggetti più caldi emettono molta più energia, rispetto a
quelli freddi, a tutte le lunghezze d'onda: al crescere delle
temperature (3000 K nel primo disegno, 10000 nel terzo)
l'intensità dell'emissione cresce ad ogni lunghezza d'onda.
Prima immagine: stella con temperatura superficiale di 3000
K, emissione di picco sui 1100 nm, colore rossiccio.
Seconda stella: temperatura di 5500K come il nostro Sole,
picco al centro dello spettro visibile, colore giallo.
Terza stella: temperatura di 10.000 K, picco sui 400 nm,
colore blu.
Le stelle di neutroni hanno un picco a lunghezze d'onda
cortissime e sono osservabili soltanto con telescopi a raggi X.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Stella
Costellazione
Colore apparente
Bellatrix
Orione
Azzurra
Merope
Toro
Azzurra
Regolo
Leone
Blu-bianca con
compagna arancione
Arturo
Bifolco
Arancione
Zubeneschamali
Bilancia
Verde
Sole
-
Gialla
Stella di Garnet
Cefeo
Arancione
R Leporis
Lepre
Rossa
Antares
Scorpione
Rossa
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CLASSIFICAZIONE HD
DIAGRAMMA HR
POPOLAZIONI STELLARI
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In base al tipo spettrale della stella, all'inizio del Novecento ad Harvard venne pubblicata una
classificazione che assegna alle stelle un nome dotato di prefisso HD (dal nome del
finanziatore Henry Draper). La classificazione avviene assegnando una lettera di primo livello per
individuare il tipo spettrale (O, B, A, F, G, K, M che vengono ricordate attraverso la frase Oh Be A
Fine Girl, Kiss Me), una numerazione da 0 a 9 per una suddivisione più veritiera all'interno di
ciascun tipo di primo livello in base alla temperatura, più un numero romano per indicare la
luminosità dell'astro più, ancora, un eventuale suffisso o prefisso ad indicare le righe spettrali.
Es.: Arturo K2IIIp, Rigel B8Ia, Sole G2V
Classe
Sottoclasse
Luminosità
Ulteriore caratteristica
O più calda
B
A
F
G
K
M
C (S R N) più
fredda
0 più calda
1
2
3
4
5
6
7
8
9 più fredda
I supergiganti
II giganti luminose
III giganti
IV subgiganti
V Nane
VI SubnaneI
VII Nane bianche
e: indica una stella con righe di emissione
m: indica la presenza di righe rappresentanti
metalli
p: indica uno spettro peculiare
v: indica una stella di spettro variabile
q: indica una stella che presenta un redshift o
un blueshift nelle righe.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Storicamente, le classi O, A e B sono a volte riferite a stelle di
primo tipo (early-type), le classi K, M, C sono riferite a stelle di
ultimo tipo (later-type) mentre le stelle di classe F e G sono di
tipo intermedio (intermediate-type).
Dopo la lettera M sono state inserite la L, la T e la Y, con
temperature sempre più basse. Alla categoria Y appartengono
le nane brune più fredde mai trovate, con una temperatura
superficiale paragonabile addirittura alla temperatura
corporea umana.
Una nota: osservando il cielo saremmo indotti a pensare che
nella Galassia le stelle più frequenti siano quelle più calde di
tipo O e B, seguite dalle A, da qualche stella di tipo F e G e da
poche stelle di tipo K o M. In realtà il cielo è proprio l'opposto:
più del 72% delle stelle sono di tipo M, mentre le stelle di tipo
O sono appena lo 0,005%, con il risultato che per ogni stella di
dipo O ce ne sono circa un milione e settecentomila di tipo M!
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
31
CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Ne abbiamo già parlato, quindi lo
riportiamo per dovere di contenuto
rimandando al ciclo di vita stellare
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Una popolazione stellare è un insieme di stelle che, all'interno di una galassia, sono dotate di
caratteristiche omogenee che possono riguardare età, composizione chimica, ecc.
Popolazione I sono stelle di recente formazione, quindi la loro composizione è più simile alla
composizione della materia interstellare attuale, quindi ricche di metalli generati nelle supernovae.
Sono stelle giovani, ricche di materiali pesanti, che si posizionano prevalentemente nei bracci delle
galassie a spirale (Popolazione di disco). In genere sono stelle blu, con temperatura quindi maggiore.
Solitamente, essendo stelle giovani, le appartenenti alla Popolazione I si trovano ancora negli
ammassi aperti in cui sono nate. Un esempio è dato dalle Cefeidi.
Popolazione II sono stelle formate a partire dal mezzo interstellare primordiale, quindi sono povere
di metalli pesanti creati dalle prime esplosioni di supernovae. Sono stelle prevalentemente rosse, e
si trovano soprattutto all'interno della galassia, nell'alone vicino al nucleo galattico (Popolazione di
alone). Non è raro rintracciarle in ammassi globulari , ed esempi sono dati da RR Lyrae e W Virgins.
Popolazione III sono stelle molto vecchie del tutto prive di materiali pesanti.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
TIPOLOGIE DI STELLE VARIABILI
NOVAE E SUPERNOVAE
CURVE DI LUCE E SCOPERTA DI ESOPIANETI
CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Una stella variabile è una stella il cui splendore apparente
varia durante un tempo che non sia quello della sua intera
vita di stella, ovviamente, ma molto più ristretto.
STELLE VARIABILI
INTRINSECHE
ESTRINSECHE
(Algol)
REGOLARI (Cefeidi)
IRREGOLARI
PROPRIAMENTE
DETTE
(T Tauri)
CATACLISMICHE
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Il nome delle stelle variabili viene assegnato anteponendo al
genitivo della costellazione di appartenenza una lettera
maiuscola, iniziando da R.
Se all’interno di una costellazione si arriva a completare il
giro, cioè si arriva alla Q, si inizia con le lettere doppie, ad
esempio RR.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Le variabili eruttive sono stelle la
cui luminosità cambia in seguito a
brillamenti e fenomeni violenti che
avvengono nelle loro cromosfere e
nelle loro corone. Le variazioni
sono solitamente associate a eventi
che si verificano nel guscio esterno
o a perdite di massa sottoforma di
venti stellari di intensità variabile,
e/o a interazioni con il mezzo
interstellare circostante.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Esempi: Gamma Cassiopeiae
Rapida rotazione, variazioni fino a 1,5 unità
di magnitudine. La variabilità è indotta
dalla rapida rotazione che fa perdere
massa soprattutto a livello equatoriale
formando un disco.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Picchi di lungo periodo che ad intervalli
regolari subiscono cali di brillantezza in grado
di arrivare anche a 9 magnitudini. Dopo il calo,
serve qualche anno (3 più o meno) per
ripristinare la luminosità massima. Si tratta di
stelle pulsanti, molto luminose, povere di
idrogeno e ricche di elio e carbonio,
appartenenti ai tipi spettrali B-R. I declini sono
lenti e non periodici e variano da 1 a 9
magnitudini in periodi che vanno da un mese a
centinaia di giorni. In aggiunta, c'è una
pulsazione ciclica di decimi di magnitudine, in
periodi tra 30 e 100 giorni (GCVS).
Molto spesso queste stelle sono avvolte da
nubi di polveri in grado di oscurarle
parzialmente.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Il GCVS le definisce stelle con larghe bande di emissione di elio, come pure di carbonio,
ossigeno. Presentano variazioni irregolari con ampiezze fino a 0,1 magnitudini visuali,
causate probabilmente da processi fisici quali l'espulsione instabile di massa
dall'atmosfera.
Sono generalmente stelle supergiganti calde e brillanti, con temperature pari a quelle
delle stelle O dalle quali si differenziano per sole righe di emissione.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Le variabili pulsanti sono stelle che vanno
soggette ad espansioni e contrazioni
periodiche degli strati superficiali. Le
pulsazioni possono essere radiali o non
radiali. Una stella che pulsa radialmente
rimane di forma sferica, mentre nel caso
di pulsazioni non radiali la forma
dell'astro devia periodicamente dalla
sfera, e persino zone che sono contigue in
superficie possono avere fasi di pulsazioni
opposte.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Le
Delta
Cep
sono
le
comuni Cefeidi, stelle che hanno
abbandonato la sequenza principale
per passare sul lato destro del
diagramma HR e che appartengono
alla popolazione del disco galattico,
solitamente
rintracciabili
negli
ammassi aperti dando una grande
mano nella determinazione delle
distanze.
Le curve di luce presentano una
impennata
veloce
ed
una
diminuzione più lenta all'interno del
periodo.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
La magnitudine può variare tra valori
compresi tra 0,2 e 2 in periodi di tempo
che vanno da 3 a 24 ore. Sono
caratterizzate
da
una
luminosità
leggermente inferiore a quella delle
Cefeidi che varia in un periodo di tempo
minore. Se i cambiamenti sono periodici,
si
parla
di
effetto
Blazhko.
Si tratta di stelle relativamente anziane,
di popolazione II, presenti soprattutto in
ammassi globulari all'interno dell'alone o
del nucleo galattico e per questo sono
anche dette variabili di ammasso. La
composizione chimica presenta pochi
elementi pesanti.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Delta Scuti
Pulsanti radiali e non radiali con spettro A0-F5 III-V, ampiezze di variabilità comprese tra
0,003 e 0,09 magnitudini visuali e periodi da 0,01 a 0,2 giorni. Il massimo
dell'espansione dello strato superficiale segue quasi precisamente il picco di
luminosità.
Le stelle di tipo Delta Scuti appartengono al disco galattico. Un sottotipo è dato
dalle DSCTC, con ampiezza inferiore a 0,1 magnitudini.
Mira
Giganti con variabilità di lungo periodo, con tardi spettri di emissione (Me, Ce, Se) e
ampiezze di variabilità da 2,5 a 11 magnitudini in visuale. La periodicità varia tra 80 e
1000 giorni. Il prototipo di queste stelle è la meravigliosa Mira Ceti, nella Balena.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
44
CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Le variabili cataclismiche sono stelle in
grado
di
evidenziare
degli
outbursts (esplosioni) verificatesi a
livello superficiale (novae) oppure
nucleare (supernovae). Oltre alle stelle
che presentano vere e proprie
esplosioni, ci sono altre stelle che
presentano fenomenologie visuali
simili pur in assenza di esplosioni vere
e proprie, ed altre che sono
caratterizzate da detonazioni minori.
Queste stelle vanno sotto il nome di
novalike.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Le stelle novae sono in realtà sistemi binari, con periodi orbitali tra
0,05 e 230 giorni, all'interno dei quali una stella è una nana bianca
mentre l'altra è solitamente una stella di sequenza principale oppure
una gigante rossa, una subgigante o nane di tipo K-M. L'evoluzione
della stella compagna la porta ad aumentare le proprie dimensioni.
Questo accrescimento fa si che la distanza tra le compagne scenda
sotto il Limite di Roche, e la forza di attrazione della nana bianca fa si
che il materiale della gigante rossa inizi a prendere la strada della
nana bianca, spiraleggiando nel suo disco di accrescimento fino a
terminare la sua corsa sulla superficie della compagna nana. Già nella
fase di minimo, il disco di accrescimento instabile provoca variabilità
fotometrica nella stella. Il materiale si accumula sulla nana, ad una
temperatura già altissima di per sé, e quando questa nuova massa
raggiunge temperature e pressioni adatte, si innescano reazioni
nucleari esplosive che comportano ovviamente un aumento di
luminosità molto ampio in termini di magnitudine. Le esplosioni
avvengono a livello superficiale, nello strato caratterizzato da
idrogeno, nuclei di carbonio e ossigeno. La brillantezza varia da 7 a 19
magnitudini in visuale nel giro di giorni (fino a centinaia di giorni) e
poi scende di nuovo al punto di partenza impiegando anche anni o
decenni.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE
E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Ne abbiamo già parlato in tema di morte di
stelle di grande massa, al quale si rimanda per le
supernovae II.
Le supernovae di tipo Ia derivano invece
dall’interazione in un sistema binario di una
nana bianca con una stella compagna, nana
bianca anch’essa. Nel momento in cui queste
due si fondono, si verifica una esplosione non
superficiale ma nucleare delle stelle, che quindi
si distruggono a vicenda dando vita al
fenomeno.
Si verifica supernova Ia anche quando una delle
nane bianche, o la sola nel caso di sistema
binario con una gigante rossa, supera il limite di
Chandrasekar.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Le variabili rotanti sono stelle la cui variabilità deriva
da aspetti superficiali, come differenze di luminosità
oppure forma ellissoidale. La variazione in tali casi non
è indotta da fenomeni esplosivi o pulsanti ma a
caratteristiche
superficiali
quali
macchie
o
disomogeneità termiche o chimiche dell'atmosfera ,
dovutamente a campi magnetici non coincidenti con la
rotazione.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Già viste in tema di morte di stelle di grande
massa, sono i nuclei delle stelle morte, in
rotazione e con effetto faro diretto verso il
nostro pianeta e quindi il nostro punto di
vista.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Si parla di stella variabile ad eclisse quando le
orbite delle due componenti si presentano di
taglio ai nostri occhi, in modo che ad ogni
passaggio o quasi le due stelle si eclissano in
maniera alternata.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Binarie ad eclisse le cui componenti sono sferiche o leggermente
ellissoidali, con luminosità pressoché costante tra le eclissi a causa
di fenomeni di riflessione della luce o di variazioni fisiche. I periodi
variano tra 0,2 e 10000 giorni mentre le variazioni di luminosità
variano tra 0,01 e qualche magnitudine. Le curve di luce
presentano precisi momenti di inizio e di fine ciclo.
Le componenti possono essere di vario stato evolutivo. I sistemi di
questo tipo le cui componenti sono semistaccate ed una evoluta al
contrario dell'altra e con trasferimento di materia tra le stesse
vengono detti binarie di tipo Algol.
Affinché si abbia un sistema di questo tipo, il raggio delle stelle
deve essere piccolo rispetto al semiasse maggiore dell'orbita del
sistema.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Si tratta di stelle la cui variabilità è
dovuta al transito di pianeti sul disco
stellare. La stella prototipo è V376
Pegasi (HD209458).
In pratica lo studio di queste stelle è
quello che porta alla scoperta di
esopianeti attraverso il metodo dei
transiti, in grado di svelare anche
anelli planetari e satelliti.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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Le sorgenti X sono sistemi binari stretti con emissioni intense e variabili nello spettro X
e ottico che non sono stati inquadrati nelle categorie precedenti.
SERATA n° 8 – LUMINOSITA’, COLORE E CLASSIFICAZIONI STELLARI
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GLI INSIEMI DI STELLE: AMMASSI E ASSOCIAZIONI
GALASSIE: DALLA NASCITA ALLE CLASSIFICAZIONI
ACTIVE GALACTIC NUCLEI
