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Red Hanuman
08-06-2014, 22:23
La supergigante ha fatto indigestione di neutroni
Trovato il primo esemplare di Oggetto di Thorne-Żytkow, la cui esistenza era stata teorizzata quaranta anni fa. Si tratta di una stella ibrida, una supergigante rossa che ha inglobato una stella di neutroni, modificando le reazioni termonucleari che avvengono al suo interno
di Stefano Parisini
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Immaginate di dovere identificare che tipo di motore possiede un’automobile, senza sbirciare sotto il cofano, utilizzando solo delle analisi chimiche. Con ogni probabilità, dalla composizione dei gas di scarico potreste risalire alle caratteristiche del propulsore. Un procedimento simile è stato utilizzato da un gruppo di astronomi per individuare una bizzarra stella ibrida, appartenente a una categoria che era stata prevista quarant’anni fa ma mai osservata finora.


Fu con un articolo pubblicato nel 1975 su Astrophysical Journal che gli astrofisici Kip Thorne e Anna Żytkow proposero un’ipotetica tipologia di stella ibrida, costituita da una supergigante rossa che contiene al proprio interno una stella di neutroni. L’ipotesi prevede che, nate nel medesimo ventre di supernova, l’interazione fra le due stelle rimane così stretta che la supergigante rossa, molto più massiccia, a un certo punto inghiottisce l’ignara stella di neutroni. Quest’ultima rimarrebbe a sballonzolare per un po’ attorno al nucleo della sorellastra prima di essere digerita del tutto. Una digestione che non solo risulterebbe difficile ma che, a causa della natura altamente energetica del boccone, altererebbe addirittura il metabolismo della supergigante rossa, normalmente basato sulla classica nucleosintesi stellare. L’ipotetico astro ingordo viene definito Oggetto di Thorne-Żytkow, abbreviato in TŻO, di cui finora non si avevano evidenze osservative sufficientemente convincenti.


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Emily Levesque (dal sito web personale)
Almeno fino all’inizio di quest’anno, quando Emily Levesque, astronoma della University of Colorado, ha annunciato di avere scovato, assieme ad altri colleghi, un candidato come Oggetto di Thorne-Żytkow. Ora la ricerca è stata accettata per la pubblicazione dalla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters e si può quindi parlare un po’ più ufficialmente di scoperta vera e propria. Il gruppo di astronomi guidato da Levesque ha utilizzato uno dei due telescopi gemelli da 6,5 metri Magellan all’Osservatorio di Las Campanas, in Cile, per esaminare lo spettro della luce emessa da una serie di apparenti supergiganti rosse e determinare quali elementi chimici fossero presenti. Quando lo spettro di una particolare stella – HV 2112 nella Piccola Nube di Magellano – è comparso per la prima volta sullo schermo, Nidia Morrell dei Carnegie Observatories di La Serena in Cile, componente del team, è rimasta subito colpita da alcune caratteristiche insolite. “Non so di cosa si tratta, ma so che mi piace!”, è stato il subitaneo pensiero.


A un esame più approfondito, i ricercatori hanno scoperto che le delicate linee spettrali indicavano una presenza in eccesso di rubidio, litio e molibdeno. Precedenti ricerche hanno dimostrato che tutti questi elementi possono venire creati durante i normali processi termonucleari stellari. Ma la notevole abbondanza di tutti e tre alle temperature tipiche delle supergiganti rosse è, secondo gli autori, la firma inconfondibile di un Oggetto di Thorne- Żytkow.


“Studiare questi oggetti è emozionante”, ha commentato Levesque, “perché rappresentano un modello completamente nuovo di come può funzionare l’interno di una stella, ma anche un nuovo modo di produrre elementi pesanti nel nostro universo”. Fra gli autori della ricerca anche Anna Żytkow, ora decana della prestigiosa università britannica di Cambridge, che si è detta estremamente felice del fatto che stiano cominciando ad emergere conferme sperimentali alle predizioni teoriche fatte da Kip Thorne e lei stessa su queste strane supergiganti dal nucleo neutronico.


Nonostante l’entusiasmo, il gruppo di ricerca tiene a rimarcare come la stella HV 2112 mostri alcune caratteristiche chimiche che non corrispondono del tutto con i modelli teorici. Philip Massey, del Lowell Observatory di Flagstaff, in Arizona, mette le mani avanti: “Potremmo sbagliarci, naturalmente. Ci sono alcune incongruenze minori tra quello che abbiamo trovato e ciò che la teoria predice. Ma le previsioni teoriche sono abbastanza vecchie e c’è ampio spazio per miglioramenti. Speriamo che la nostra scoperta stimoli ora un lavoro supplementare sul lato teorico”. Il motore ibrido delle stelle di Thorne-Żytkow ha ancora bisogno di una messa a punto.

Articolo originale QUI (http://www.media.inaf.it/2014/06/05/la-supergigante-ha-fatto-indigestione-di-neutroni/).

alexander
09-06-2014, 14:53
sinceramente non ho capito molto bene..
una supergigante ha inglobato e distrutto una stella di neutroni?
mi sembra quasi impossibile, prima dell'ingoiamento la stella di neutroni avrebbe dovuto succhiare via la materia della compagnia nel punto langrangiano impedendogli di diventare una supergigante no? e poi come fa la stella di neutroni ad esser distrutta da una supergigante, e' la seconda cosa piu densa dell'universo....
al massimo inglobata nel nucleo....

Beppe
09-06-2014, 18:53
sinceramente non ho capito molto bene..
una supergigante ha inglobato e distrutto una stella di neutroni?
mi sembra quasi impossibile, prima dell'ingoiamento la stella di neutroni avrebbe dovuto succhiare via la materia della compagnia nel punto langrangiano impedendogli di diventare una supergigante no? e poi come fa la stella di neutroni ad esser distrutta da una supergigante, e' la seconda cosa piu densa dell'universo....
al massimo inglobata nel nucleo....

Come citato nell'articolo l'oggetto è ancora ipotetico, così come l'inglobamento. Però appare come la spiegazione più ovvia per la presenza di elementi molto pesanti che si formerebbero sulla superficie della stella di neutroni che letteralmente nuota all'interno della supergigante...
Spero di avere interpretato bene ( c'è anche un riferimento su wikipedia...)

Red Hanuman
09-06-2014, 22:02
sinceramente non ho capito molto bene..
una supergigante ha inglobato e distrutto una stella di neutroni?
mi sembra quasi impossibile, prima dell'ingoiamento la stella di neutroni avrebbe dovuto succhiare via la materia della compagnia nel punto langrangiano impedendogli di diventare una supergigante no? e poi come fa la stella di neutroni ad esser distrutta da una supergigante, e' la seconda cosa piu densa dell'universo....
al massimo inglobata nel nucleo....
No, non l'ha inglobata e distrutta... Devi tenere presente che gli strati più esterni della supergigante sono relativamente poco densi, e la stella di neutroni ci viaggia all'interno come un'aereo dentro una nuvola.
Ovviamente, il fatto che si tratti di una stella di neutroni implica che il gas, cadendo su di essa, cominci a scaldarsi e magari a fondere. Sulla superficie poi, ovviamente, ci sono un sacco di neutroni e questi possono reagire con la materia ordinaria, dando luogo a reazioni nucleari ed elementi alquanto "esotici", o comunque non usuali per una supergigante.
Mi chiedo cosa possa accadere se la stella di neutroni supera il limite e collassa in un BN...:sneaky:

alexander
10-06-2014, 08:49
comunque e' un oggetto molto misterioso, l'attrito dovrebbe far velocemente scontrare la stella di neutroni con il nucleo della supergigante secondo me...
in quel caso lo si che se ne vedono delle belle....

Red Hanuman
10-06-2014, 14:20
comunque e' un oggetto molto misterioso, l'attrito dovrebbe far velocemente scontrare la stella di neutroni con il nucleo della supergigante secondo me...
in quel caso lo si che se ne vedono delle belle....
Infatti.... Ma il "velocemente" lo devi calcolare su scala astronomica. Qualche migliaio di anni? :sneaky:

alexander
10-06-2014, 16:22
Infatti.... Ma il "velocemente" lo devi calcolare su scala astronomica. Qualche migliaio di anni? :sneaky:


ma soprattutto cosa succede quando la stella di neutroni impatta con il nucleo quasi tutto ferroso della supergigante?
secondo me non e' detto che venga un buco nero, magari si crea una super esplosione che disintegra tutto come nelle stelle eccezionalmente massicce...

Beppe
10-06-2014, 20:13
Credo che una stella di neutroni (diametro di poche decine di chilometri) possa circolare nel nucleo della gigante senza tanti problemi, la differenza di densità è paragonabile ad una biglia di vetro e l'aria, la superficie della stella di neutroni catalizza la fusione dell'elio e dell'idrogeno in elementi più pesanti.
P.S. il nucleo della stella gigante non è di ferro, anche se penso vi sia un'arricchimento di elementi pesanti. quando la stella comincia a sintetizzare ferro pochi giorni ed esplode.
Per esempio il ferro presente nel Sole è solo quello presente nella nebulosa originaria. fortunatamente il Sole non è ancora in grado di sintetizzarlo...

Red Hanuman
10-06-2014, 21:14
Credo che una stella di neutroni (diametro di poche decine di chilometri) possa circolare nel nucleo della gigante senza tanti problemi, la differenza di densità è paragonabile ad una biglia di vetro e l'aria, la superficie della stella di neutroni catalizza la fusione dell'elio e dell'idrogeno in elementi più pesanti.
P.S. il nucleo della stella gigante non è di ferro, anche se penso vi sia un'arricchimento di elementi pesanti. quando la stella comincia a sintetizzare ferro pochi giorni ed esplode.
Per esempio il ferro presente nel Sole è solo quello presente nella nebulosa originaria. fortunatamente il Sole non è ancora in grado di sintetizzarlo...

Caro Beppe, avevo dei dubbi e ho controllato.... C'è anche una pagina Wiki sugli oggetti Thorne-Żytkow, QUI (http://it.wikipedia.org/wiki/Oggetto_di_Thorne-%C5%BBytkow).

Come puoi vedere, i miei ragionamenti non erano peregrini: si pensa che nella stella così formata, la stella di neutroni decada pian piano e si fonda con il nucleo della supergigante in un tempo variabile tra un centinaio e un migliaio di anni. Il risultato finale si suppone che sia o una supernova con conseguente BN, oppure una stella di neutroni peculiare, una pulsar con disco di accrescimento. Tutto dipende dalle masse delle due protagoniste.

Tra l'altro, c'è un'altra ipotesi suggestiva: la fusione di una stella di neutroni con una nana bianca. Darebbe (forse) luogo ad una variabile R Coronae Borealis (http://it.wikipedia.org/wiki/Variabile_R_Coronae_Borealis).... ;)

Beppe
10-06-2014, 23:16
Caro Beppe, avevo dei dubbi e ho controllato.... C'è anche una pagina Wiki sugli oggetti Thorne-Żytkow, QUI (http://it.wikipedia.org/wiki/Oggetto_di_Thorne-%C5%BBytkow).

Come puoi vedere, i miei ragionamenti non erano peregrini: si pensa che nella stella così formata, la stella di neutroni decada pian piano e si fonda con il nucleo della supergigante in un tempo variabile tra un centinaio e un migliaio di anni. Il risultato finale si suppone che sia o una supernova con conseguente BN, oppure una stella di neutroni peculiare, una pulsar con disco di accrescimento. Tutto dipende dalle masse delle due protagoniste.

Tra l'altro, c'è un'altra ipotesi suggestiva: la fusione di una stella di neutroni con una nana bianca. Darebbe (forse) luogo ad una variabile R Coronae Borealis (http://it.wikipedia.org/wiki/Variabile_R_Coronae_Borealis).... ;)

E' vero, una nana bianca potrebbe dare del filo da torcere alla stella di neutroni ed insieme farebbero faville!

Mentre il nucleo superdenso della stella di neutroni all'interno di una supergigante me lo raffiguro come un aspirapolvere folletto o ancora meglio come una tenia

Morimondo
01-06-2015, 15:33
No, non l'ha inglobata e distrutta... Devi tenere presente che gli strati più esterni della supergigante sono relativamente poco densi, e la stella di neutroni ci viaggia all'interno come un'aereo dentro una nuvola.
Ovviamente, il fatto che si tratti di una stella di neutroni implica che il gas, cadendo su di essa, cominci a scaldarsi

Bellissima immagine: la stella di neutroni che buca la tenerissima supermaggiorata e magari lascia dietro di se una specie di scia, potrebbe esserci un disco di accrescimento allungato in una coda?

kanosa
23-07-2015, 18:46
Salve :) se potrei intromettermi ....secondo quanto ho capito studiando la magnetoidrodinamica del plasma e impossibile che la pulsar attraversi la supergigante trascinando dietro di se una scia col disco di accrescimento ,anzi a mio modesto avviso la densità elettrica del plasma penso sia in grado di "frenare" la stella di neutroni munita di campo magnetico da decine di miliardi di gauss ,campo che appunto almeno a livello teorico dovrebbe creare inizialmente "frizione frenante " col plasma e trattenere la pulsar dentro la fotosfera della super gigante :confused:sbaglio ? (la mia é una modesta supposizione nulla più quindi se magari non é come penso fatemelo sapere :D)

Red Hanuman
23-07-2015, 22:36
kanosa, non è molto chiaro il tuo pensiero. Comunque, la pulsar con di disco di accrescimento è il risultato finale della fusione delle due stelle. Non è quindi nella fase iniziale che c'è il disco, ma in quella finale.
Il campo magnetico ha sì influenza, ma dubito che possa significativamente frenare la stella di neutroni... ;)

DarknessLight
24-07-2015, 02:43
gli astrofisici proposero un’ipotetica tipologia di stella ibrida, costituita da una supergigante rossa che contiene al proprio interno una stella di neutroni. L’ipotesi prevede che, nate nel medesimo ventre di supernova, l’interazione fra le due stelle rimane così stretta che la supergigante rossa, molto più massiccia, a un certo punto inghiottisce l’ignara stella di neutroni.

Ma la stella di neutroni sta precipitando verso il nucleo della supergigante rossa?
Dice "nate nel medesimo ventre di supernova". Che significa?

kanosa
24-07-2015, 08:36
In parole povere penso che l'interazione tra plasma e campo magnetico della pulsar giochi un grosso ruolo come forza frenante che blocca il moto di una stella di neutroni :confused:comunque appena posso devo rivedere un pochino i miei libri ,questa discussione mi ha offerto parecchi spunti di pensieri :)

Red Hanuman
24-07-2015, 12:32
Ma la stella di neutroni sta precipitando verso il nucleo della supergigante rossa?

La stella di neutroni percorre un'orbita in decadimento verso il nucleo della supergigante.


Dice "nate nel medesimo ventre di supernova". Che significa?

Mi sa che è un'errore di traduzione....;)

DarknessLight
24-07-2015, 14:30
Red Hanuman
Secondo te, mentre la pulsar precipita nel nucleo, non dovrebbe mangiarsi tutto il guscio più esterno della supergigante?
tipo che si forma un disco di accrescimento interno alla supergigante...

Red Hanuman
24-07-2015, 15:46
DarknessLight, credo che il disco di accrescimento si possa mantenere solo fintanto che la stella di neutroni sta fuori dalla gigante. Una volta negli strati superiori della compagna, la SN dovrebbe assorbire materia un pò da tutte le direzioni. Difficile che qualcosa possa mantenersi anche solo in un orbita in decadimento, con tutto quel caos.... [emoji6]

Enrico Corsaro
26-07-2015, 16:32
Vorrei dire un pò la mia in merito.
Premetto che di base scoprire un singolo caso non è reputabile sufficiente per affermare che quel tipo di oggetto esista. Gli autori del lavoro presumono infatti che l'oggetto esista per la particolare abbondanza degli elementi citati, che non sarebbe spiegabile altrimenti.
La norma però è di trovarne almeno tre per poter concludere in modo sicuro ed evitare che si possa trattare solo di una coincidenza.

Ammetto che in ogni caso la teoria è molto affascinante e peculiare e che perchè no una situazione simile potrebbe verificarsi, non c'è un motivo in particolare che mi venga in mente perchè ciò non possa accadere. Ovviamente parliamo di un fenomeno estremamente raro.

Riguardo alla interazione campo magnetico plasma, è vero in parte ciò che sostiene @kanosa (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=3945), cioè che l'interazione tra campo magnetico della stella di neutroni e plasma della supergigante comporta un frenamento nel moto relativo tra i due oggetti. Inoltre il plasma della supergigante non va ad impattare tutta la superficie della stella di neutroni semplicemente perchè la stella di neutroni si trova tutta immersa al suo interno. Quello che può succedere al più è che il plasma cade sulla stella di neutroni attraverso canali ben precisi dettati dalla topologia delle sue stesse linee di campo magnetico. Considerate sia la grande massa di una supergigante che l'elevata densità per la stella di neutroni, la forza gravitazionale la fa certamente da padrona e questo potrebbe essere il motivo per cui nel giro di qualche migliaio di anni la stella di neutroni può riuscire a raggiungere la zona centrale della supergigante e fondersi con il nucleo.

Precisiamo in ogni caso che il "nucleo" di una stella non è un oggetto solido (come mi è sembrato di capire leggendo alcuni commenti), ma è pur sempre costituito da plasma, anche se ad una densità più elevata degli strati più esterni.

DarknessLight
26-07-2015, 17:16
Enrico Corsaro
A me però suona strano sto fatto che la pulsar attraversa così tranquillamente la supergigante.
con la gravità che possiede una pulsar, e sapendo che le supergiganti possono aver una densità anche inferiore all atmosfera terrestre, mi viene da pensare che la pulsar si mangi tutto o gran parte degli strati esterni, insomma si mangi il plasma di idrogeno ed elio degli strati esterni della supergigante...
mi pare una cosa logica...
Ovviamente mi sbaglio, ma non capisco perché... tu cosa ne dici?

Enrico Corsaro
26-07-2015, 17:46
Dipende dai tempi scala e dalla prossimità dei due oggetti Dark. Quando avviene un deflusso di plasma dalla stella gigante alla compagna compatta si realizza tramite una configurazione detta a lobi di Roche, che permette la confluenza di materia attraverso dei canali in cui l'attrazione gravitazionale è ridotta, altrimenti la materia non va da una stella all'altra semplicemente perchè una stella è più densa e l'altra è molto diluita.
In questo caso particolare quello che potrebbe avvenire è che la prossimità è talmente elevata che non c'è il tempo di creare un deflusso di materia. Inoltre per quanto una stella di neutroni sia densa, la supergigante è comunque enorme a confronto e i tempi per sottrarne materia sono molto lunghi, ben più elevati del migliaio di anni a cui fa riferimento il fenomeno.