GLI OCCH I ED I COLORI DELLA N OTTE

Liceo Scientifico “Leonardo da Vinci Reggio Cal

Docenti : Comi Silvana e Angela Misiano

Motivazioni

• Gli occhi e i colori della notte

• La pluridisciplinarietà come esigenza culturale ancora prima che pedagogico-didattica

• L’astronomia come laboratorio della molteciplità del reale, come esempio di disciplina trasversale che garantisce l’autentica pluridisciplinarietà, ovvero la trasversalità delle competenze

• L’importanza del dato motivo che deve accompagnare qualsiasi processo di insegnamento

In questa prospettiva

le discipline si configurano come “mappe”: concettuali per comprendere e organizzative per orientarsi nell’interpretare l’esperienza.

I saperi disciplinari si attivano in modo funzionale ai bisogni e trovano capacità operativa nei diversi contesti.

Per l’apprendimento scientifico Si deve porre attenzione a mettere in atto strategie per produrre il cambiamento concettuale

dal senso comune al sapere scientifico

Metodologia di lavoro per la costruzione del modulo

• Brainstorming del gruppo per la scelta del modulo da sviluppare

• Scelta del titolo per il modulo da sviluppare• Motivazioni della scelta da parte • Collocazione dei contenuti in ambiti

disciplinari • Collocazione dei contenuti nelle singole

discipline• Divisione del modulo in Unità di Apprendimento• Collocazione dei contenuti nelle Unità di

Apprendimento

FISICAQuantità di radiazioni: La luminosità delle stelle; Qualità delle radiazioni: i colori delle stelle: differenti colori, differenti magnitudini; Dall’indice di colore alla temperatura; Le stelle sono distanti: ma quanto?; delle Parametri fondamentali stelle; La spettroscopia: un nuovo modo di conoscere il Mondo; Classificazione spettrale ed evoluzione delle stelle; Paradosso di Olbers. Ammassi globulari ,evoluzione dell’Universo

LATINOLucrezio Le radici dell’essere Cicerone Dalla terra al sognoVirgilio NotturniOvidio PaesaggioManilio Il cammino della scienzaSeneca L’occhio che indaga

Storia dell’arteTrouvelot L’immaginario cosmologicoVan GoghMunch Lo spazialismo Lo spazio infinitoLa fotografia lunare Renzo Piano L’architettura dello spazio

FilosofiaNietzsche L’eterno ritorno-Lo spazio buioFreud Il luogo oscuroBergson Il tempo della coscienza e Il tempo della scienzaBradley (L’infinita) catena dell’essere Passaggio tra terra e cieloPopper Teoria dei tre mondi

MUSICAStrauss La musica del viaggio nello spazio Pierrot LunaireShoenberg Notte trasfigurata Ligeti Lux aeterna Beatles BlackbirdBattiato Mondi LontanissimiVecchioni Verrà la notte ed avrà i tuoi occhi

Letteratura Straniera (Inglese)G.H. Wells Viaggio verso la lunaTagoreG.A. Gibran Le loro nottiT.S. EliotC.S. Lewis Tra cielo e terraA. Clarke L’odissea nello spazioFerlinghetti Il paradosso di Olbers

ITALIANOLeopardi Pastore errante dell’AsiaNovalis Inni alla nottePascoli Gelsomino NotturnoUngaretti Mi illumino di immenso Montale Ho contemplato dalla LunaCalvino La distanza della LunaCampana Vagare nella notteQuasimodo seraDante Verso il Cielo

Gli Occhi ed i colori della notte

Obiettivo formativoSviluppare a livelli via, via più avanzati ,capacità di analisi e di uso personale delle strutture complesse che caratterizzano la conoscenza utilizzando con proprietà gli strumenti concettuali e lessicali specifici delle discipline

Gli Occhi ed i colori della notte

Obiettivo formativoSviluppare a livelli via, via più avanzati ,capacità di analisi e di uso personale delle strutture complesse che caratterizzano la conoscenza utilizzando con proprietà gli strumenti concettuali e lessicali specifici delle discipline

Italiano

OBIETTIVI DI CONOSCENZA: Riconoscere i caratteri specifici dei testiUtilizzare gli strumenti fondamentali per la interpretazione delle opere letterarieCogliere il contenuto informativo e il messaggio del testo letterario insieme con le specificità della sua lingua OBIETTIVI DI ABILITA’:Acquisire consapevolezza del processo storico di formazione e sviluppo della civiltà letteraria italiana, in relazione alle condizioni culturali e socio-politiche generali. .Collocare i testi nella tradizione letteraria e nel contesto storico di riferimento

Storia dell’Arte

OBIETTIVI DI CONOSCENZA: Comprendere la prevalenza della soggettività nell’espressione figurativa, l’utilizzo del linguaggio simbolico e la progressiva autonomia dell’arte rispetto alla rappresentazione della realtà e della natura. OBIETTIVI DI ABILITA’Conoscere gli apporti delle scienze e nella rappresentazioni figurative

Filosofia

OBIETTIVI DI CONOSCENZA: Acquisire elementi concettuali di base sugli aspetti classificatori della realta.Definire le categorie logiche con cui si configura lo schema della cultura:gnoseologia, estetica, etica, politica, antropologia.Esercitare la riflessione critica sulle diverse forme del sapere e sul loro “senso Sviluppare la disponibilità al confronto delle idee e dei ragionamenti.OBIETTIVI DI ABILITA’:Usare strategie argomentative e procedure logiche Confrontare e contestualizzare le differenti risposte dei filosofi allo stesso problema

Musica

OBIETTIVI DI CONOSCENZA: Conoscere i generi e gli stili .Contestualizzare storicamente e stilisticamente i repertori studiatiOBIETTIVI DI ABILITA’:Cogliere analogie e differenze tra i vari linguaggiTrasferire le conoscenze storico-sociali acquisite nel contesto creativo ed esecutivo di ogni studente

Lingua e Lettaratura Inglese

OBIETTIVI DI CONOSCENZA: Comprendere in modo globale e dettagliato testi letterari che trattano di contenuti caratterizzanti il liceo scientificoRiconoscere i caratteri specifici dei testi OBIETTIVI DI ABILITARiconoscere lo scopo e i meccanismi di coesione e di coerenza di un testo

Fisica

OBIETTIVI DI CONOSCENZA: Descrivere i fatti sperimentali su cui si basano i modelli sull’l’evoluzione stellare e sull’origine ed espansione dell’Universo OBIETTIVI DI ABILITA’:Interpretare i colori della luce visibile in termini di frequenze e di lunghezze d’onda. Confrontare gli spettri di elementi chimici con alcuni spettri stellari

Latino

OBIETTIVI DELLA CONOSCENZA:Riconoscere i rapporti del mondo latino, e, in generale, del mondo classico, con la cultura moderna e contemporanea Riconoscere i rapporti del mondo latino antico con la cultura moderna e contemporaneaOBIETTIVI DI ABILITA’:Comprendere e interpretare testi latini Individuare generi, tipologie testuali e tradizioni letterarie

Olbers’ParadoxAnd I heard the learned

astronomer whose

name was Henrich Olbers speaking to use across the

centuries about how he observed

with naked eye how in the sky

there were

some few stars close up and the further away he looked the

more of them there were of stars with infinite numbers

of clusters in myriad Milky Ways &

myriad nebulae

E io udii il colto astronomo il

cui nome era Henrich Olbers parlare con noi attraverso i

secoli sul suo modo di

osservare ad occhio nudo sul fatto

che in cielo ci fossero

poche stelle vicine e più spingeva lontano lo

sguardo

più erano numerose con numeri infiniti di

grappoli di stelle in miriadi di Vie Lattee &

miriadi di nebulose

• got here yet • which is

why we still So that from this we may deduce

• that in the in the infiniteinfinite distances

• there must be a place

• there must be a place

• where all is where all is light light

• and that the light from that high place

• where all is light

• simply hasn’t have night

• Da questo si può dedurre• che nelle distanze

infinite•

ci deve essere un posto•

ci deve essere un posto

• dove tutto è luce

• e che la luce viene da quell’alto luogo

• dove tutto è luce

• semplicemente non è ancora arrivata qui

• ragione per cui abbiamo ancora la notte

• But when at last that light arrives

• when at last it does get here

• the part of day we now call Night Night

• will have a white skywill have a white sky

• with little blackwith little black dots in

it •

little black holes •

where once were stars

• Ma quando quella luce finalmente arriva

• quando finalmente arriva qui

• la parte del giorno che ora chiamiamo Notte

• avrà un cielo bianco

• con piccoli puntini neri

• piccoli buchi neri

• dove un tempo erano le stelle

And then in that symbolic

so poetic place

which will be ours

we’ll be our own true shadows

and our own illumination

on a sunset earth

• E allora in quel posto simbolico

• così pieno di poesia

• che ci apparterrà

• noi saremo le vere ombre di noi stessi

• e la nostra stessa illuminazione

• su una terra al tramonto

torna

2001 odissea nello spazio• . This glorious apparition,

Bowman knew, was a globular cluster. He was looking upon something that no human eye had ever seen, save as a smudge of light in the field of a telescope. He could not remember the distance to the nearest known cluster, but he was sure that there was none within a thousand light-years of the Solar System

• Questa apparizione maestosa, Bowman lo sapeva, era un ammasso globulare. Egli stava contemplando qualcosa che nessuno sguardo umano aveva mai veduto, tranne che come una chiazza luminosa nel campo dei telescopi. Non riusciva a ricordare la distanza tra la Terra e il più vicino ammasso stellare conosciuto, ma era certo che non ve ne fosse alcuno entro un migliaio di anni-luce dal sistema solare

CLARKE• The light became brighter and

bluer; it began to spread along the edge of the sun, whose blood-red hues paled swiftly by comparison. It was almost, Bowman told himself, smiling at the absurdity of the thought, as if he were watching sunrise-on a sun.

• And so indeed he was.Above the burning Horizon lifted something no larger than a star,but so brilliant that the eye could not bear to look upon it.A mere point of blue-white radiance,like an electric arc, was moving at unbelievable speed across the face of the great sun

• La luce divenne più vivida e più azzurra; incominciò a diffondersi lungo l’orlo del sole, le cui sfumature rosso-sangue impallidirono ben presto al confronto. Sembrava quasi, si disse Bowman, sorridendo dell’assurdità di quella riflessione, di assistere al levar del sole… su un sole.

• Ed era così, effettivamente. Sopra l’orizzonte ardente si sollevò qualcosa che non sembrava più grande di una stella, ma la cui luminosità era tale che gli occhi non sopportavano di guardarla. Un mero punto di radiosità blu-bianca, simile ad un arco elettrico, si stava spostando a incredibile velocità sulla superficie del grande astro

torna

Sonata n ° 6” (Sonata delle stelle) Allegro, Mikolajus

Ciurlionis, 1908

• . Le origini dell’universo, la pluralità dei mondi, la rappresentazione del sole come astro che rende visibili le cose, che ordina lo spazio a partire da un centro assoluto e lo fa gravitare intorno a sé, segnano la storia dell’arte moderna che necessita di ridefinire il rapporto che lega l’uomo al cosmo, attraverso la scienza, la filosofia o il misticismo.

“L’impero delle luci” René

Magritte, 1954• Ho rappresentato un paesaggio notturno ed un cielo come lo vediamo di giorno”.

• Magritte sembra infatti dividere il mondo in due metà bipolari: notte e giorno, reale ed irreale, dentro e fuori.

Dino Campana:la notte

• Solitaria troneggiava ora la notte accesa in tutto il suo brulicame di stelle e di fiamme. Avanti come una mostruosa ferita profondava una via. Ai lati dell’angolo delle porte, bianche cariatidi di un cielo artificiale sognavano il viso poggiato alla palma. .

• E ancora sullo sfondo le Alpi il bianco delicato mistero, nel mio ricordo s’accese la purità della lampada stellare, brillò la luce della sera ….

• Dalla Pampa si udì chiaramente un balzare uno scalpitare di cavalli selvaggi, il vento si udì chiaramente levarsi, lo scalpitare parve perdersi sordo nell’infinito. Nel quadro della porta aperta le stelle brillarono rosse e calde nella lontananza: l’ombra delle selvagge nell’ombra

Dante• Quale nei plenilunii sereni 25

• Trivia ride tra le ninfe etterne• che dipingon lo ciel per tutti i seni• vid’i’sopra migliaia di lucerne• un sol che tutte quante l’accendea,• come fa l’ nostro le viste superne;• e per la viva luce trasparea• la lucente sustanza tanto chiara• nel viso mio, che non la sostenea. 33

Somnium Scipionis• (VI.16) ...• «Ex quo omnia mihi

contemplanti praecla-ra cetera et mirabilia videbantur. Erant autem eae stellae, quas numquam ex hoc loco vidimus, et eae magnitudines omnium, quas esse numquam suspicati sumus,

• ex quibus erat ea minima, quae, ultima a caelo, citima a terris, luce lucebat aliena. Stellarum autem globi terrae magnitudinem facile vincebant. Iam ipsa terra ita mihi parva visa est, ut me imperii nostri, quo quasi punctum eius attingimus, paeniteret».

• (VI.16) …• «A me, che contemplavo tutto da

quel luogo, tutto il resto sembrava straordinario e meraviglioso. C’erano, infatti, quelle stelle che mai da questo luogo abbiamo visto, e la grandezza di tutte quante era tale quale mai abbiamo immaginato,

• tra le quali la stella più piccola , la più lontana dal cielo, la più vicina alla terra risplendeva di luce non sua. Le sfere delle stelle, poi, superavano facilmente la grandezza della terra. A quel punto anzi la terra stessa mi parve così piccola che mi si strinse il cuore al pensiero del nostro impero, con il quale ne tocchiamo appena un punto».

Virgilio :passi scelti

• “…….et iam nox umida caelo praecipitat suadentque cadentia siderea somnos” ” (vv8-9)

• “Vertitur interea caelum et ruit Oceano nox

involvens umbra magna terramque polunque

Myrmidonumque dolos;…(vv250-252)

• “Vix ea fatus erat senior,subitoque fragore

intonuit laevum,et de caelo lapsa per umbras

stella facem ducens multa cum luce cucurrit.” (vv692-694)” (

• “e già l’umida notte precipita dal cielo,

• le stelle,tramontando,ci persuadono al sonno

• “Intanto il cielo gira su se stesso,la notte

• erompe dall’Oceano avvolgendo di fitta

• tenebra terra e cielo e inganni dei Mirmidoni” “Aveva appena parlato che subito da sinistra

• rullò il tuono e una stella caduta dal firmamento

• corse attraverso la notte tracciando una scia luminosa:”

““Morale di Stella”Morale di Stella”

Predestinata a un’orbita di stella, cosa t’importa, stella, tutto il

buio?

Vola beata in mezzo a questo tempo!La sua miseria ti sia estranea,

ignota!

Del mondo più remoto è la tua luce:pietà dev’essere per te peccato!

Solo una legge hai: essere pura!

di Friedrich Nietzschedi Friedrich Nietzsche

Evoluzione stellare

La spiegazione FisicaLa spiegazione Fisica

Paradosso di Olbers

L'Universo in espansione ed il paradosso di Olbers e Chésaux

• Nel 1720 E. Halley, il famoso astronomo scopritore della omonima cometa, affermava: "se il numero delle stelle fisse fosse infinito l'intera superficie del cielo, la sfera apparente, sarebbe luminosa

•Ben prima delle osservazioni di Hubble, Olbers e Chésaux si chiesero: come mai il cielo notturno non appare brillante come la superficie del Sole? Questa, in apparenza, così strana domanda sorge spontanea nel caso in cui si ritenga che l'Universo possa contenere un numero infinito di stelle.

Possibili soluzioni al

paradosso • se l'Universo è statico :1.La materia interstellare (intesa come "polvere") non ci

permette di vedere le stelle lontane 2.l'Universo contiene un numero finito di stelle3. Le distribuzione delle stelle non è uniforme per cui se

ne potrebbe avere in un numero infinito ma queste si nasconderebbero a vicenda

• se l'Universo è in espansione Le stelle distanti hanno la loro "luce" spostata verso

il rosso che risulta oscurata rispetto all'osservatore locale

• se l'Universo è giovaneLa luce delle stelle "distanti" non ci ha ancora raggiunto In realtà però la spiegazione più convincente sembra

legata ad una combinazione tra la bassa densità di stelle e l'espansione dell'Universo.

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Ammassi Globulari• Un ammasso globulare è un

aggregato di un numero molto grande di stelle, fino a qualche milione, estremamente compatto e di forma sferica. Le stelle più brillanti di un ammasso globulare sono generalmente di colore rossastro. Nella nostra e nelle altre galassie gli ammassi globulari si trovano in una regione sferica che circonda la Galassia, l'alone (halo), come mostrato in figura

Amassi Globulari• Gli ammassi globulari sono

poveri di materia interstellare, per cui in essi il processo di formazione stellare è inibito. Si conclude che gli ammassi globulari costituiscono una Popolazione stellare vecchia. Gli ammassi globulari sono molto importanti perché si sono formati durante le prime fasi evolutive delle galassie. In qualche modo essi contengono la storia dell'Universo.  Gli ammassi globulari sono costituiti da stelle di Popolazione II In figura M13

Ammassi Globulari• Le immagini di M13 ed M15,qui

riprodotto, mostrano due ammassi globulari della nostra galassia,il loro nome deriva dal catalogo di oggetti nebulari compilato da Messier all'inizio del XIX secolo Si noti la perfetta simmetria che mostrano le due associazioni stellari: procedendo dall'esterno verso l'interno le stelle si fanno via via più fitte, sino a quando, nella zona centrale, non sono più separabili le une dalle altre. Vi sono oltre cento ammassi globulari nella nostra galassia, ognuno dei quali contiene un numero di stelle che va da 100000 a 1000000. 

CAMPO STELLARE NELLA VIA LATTEA

Le stelle sono eterne? Nascono e “muoiono?

Come si può rispondere alla domanda, posto che l’evoluzione di una singola stella non è osservabile direttamente?

DETERMINAZIONE DELLE LUMINOSITA’ STELLARI

Nota la luminosità del Sole, quella delle stelle è calcolabile quando se ne conosca la magnitudine assoluta; operando il confronto con i rispettivi valori solari, si ottiene

M - Mo = - 2,5 log(L/Lo)

con Mo = +4,72 (magnitudine assoluta del Sole) e Lo = 3.84 x 1026 J/s la luminosità del Sole.

5.210

5.210

0

0

0

0

MM

LL

MM

L

L

Esempio:

SOLE: Mo = + 4.72;Lo = 3.84 x 1026 J/s

= 1 LoSIRIO: M = +1.29;

L = 9.04 x 1027 J/s = 23.5 Lo

DETERMINAZIONE DELLE LUMINOSITA’ DEL SOLE

Si definisce Luminosità L l'energia che la stella emette in un secondo da tutta la sua superficie su tutte le lunghezze d'onda.

Questo dato si ottiene abbastanza facilmente nel caso del Sole tramite la costante solare.

La costante solare, C, è definita come l'energia che incide nell'unità di tempo su un metro quadrato di superficie esposto perpendicolarmente alla linea di vista, fuori dall'atmosfera terrestre, posto alla distanza media della Terra dal Sole. Le misure danno per la costante solare un valore pari a C = 1.360 (J/s)/m2 = 1.360 W/m2.

Dal valore della costante solare si ricava quello della luminosità del Sole. Questa è semplicemente data dalla costante solare moltiplicata per la superficie di una sfera di raggio d, uguale all'Unità Astronomica:

L0 = C · 4 d2 = 3,84 x 1026 J/s

Determinazione delle masse stellari

Il Sistema della Kruger 60 L'orbita di una delle stelle di un sistema binario visuale rispetto all'altra si determina con successive osservazioni fotografiche.

Lo studio del moto orbitale delle due componenti di un sistema binario permette di determinare la massa delle due stelle (III Legge di Keplero formalizzata da Newton).

Curve di Planck

Le stelle emettono radiazione e. m. in accordo con leggi del corpo nero.

L’emissione di corpo nero è descritta da famiglia di curve (curve di Plank), una per ciascuna temperatura.

Il massimo dell’emissione si sposta verso lunghezze d’onda più corte all’aumentare della temperatura (Legge di Wien: • T =costante = 0,29 cm • K)

Stelle rosse hanno temperature minori (T 3.000 K) delle bianco azzurre (T 20.000 K)

Indice di colore

L’indice di colore è la differenza delle magnitudini determinate con filtri centrati su colori diversi.

La differenza delle magnitudini in due colori diversi dipende dalla particolare curva di Planck.

La misura dell’indice di colore fornisce la temperatura superficiale di una stella.

La magnitudine di una stella è proporzionale all’area sottesa dalla curva di Planck relativa alla temperatura superficiale della stella

Indice di colore: simulazione

I trapezi 1,2,A,B e 3,4,A’,B’ che sottendono la retta y = x hanno rispettivamente aree 1,5 e 3,5. La loro differenza è 2

I trapezi 1,2,C,D e 3,4,C’,D’ che sottendono la retta y = 2x hanno rispettivamente aree 3 e 7. La loro differenza è 4.

L’indice di colore, come differenza di magnitudini determinate con due filtri diversi aventi la stessa banda passante, identifica la curva di Planck che le sottende e quindi la temperatura superficiale della stella oggetto della misura.

La determinazione di una differenza di aree, a parità di base, identifica la retta che le sottende.

I DIAGRAMMI HR

Gli ammassi stellari costituiscono un campione di stelle omogenee per età e per composizione chimica.

Il diagramma HR delle stelle in un intorno di 10 pc (32 a.l.)

Campione non omogeneo per composizione chimica ed età.

Popolazioni stellari diverse danno luogo a diagrammi HR diversi

SOVRAPPOSIZIONE DI VARI DIAGRAMMI HR DI AMMASSI

IN AMMASSI APERTI SVILUPPO SEMPRE PIU' ACCENTUATO DI RAMO GIGANTI BLU VERSO RAMO GIGANTI ROSSE DEGLI AMMASSI GLOBULARI

Evoluzione temporale di stelle degli Ammassi aperti tende alla formazione di Giganti rosse a cominciare dalla Alta S.P.

QUADRO EVOLUTIVO STELLARE:

Formazione di stella da materia interstellare evoluzione verso gigante rossa a partire da alta S. P. arricchimento di metalli.

PARAMETRI STELLARISOLE

MASSA M0 = 2x1030 kgRAGGIO R0 = 7x108 m (700.000 km)TEMPERATURA. SUP. T0 = 5780 °K LUMINOSITA’ L0 = 4x1026 J/sec = 4x1026 Watt DENSITA' MEDIA = 1.400 Kg/m3

COMPOSIZIONE CHIMICA: X = 0.73; Y = 0.25; Z = 0.02X, Y, Z percentuali in peso per Idrogeno, Elio, Altri elementi (metalli)

STELLE

MASSA M = 0.5 20 Mo RAGGIO R = 0.1 100R0 TEMPERATURA. SUP. T = 3000 30.000 °KLUMINOSITA’ L = 10-4 104 L0 COMPOSIZIONE CHIMICA come SOLE (a parte gli elementi pesanti)

RELAZIONE (M - L)

L M 3 5

LE FONTI DELL’ENERGIA STELLARE LA FONTE DI ENERGIA DEVE ESSERE IN GRADO DI ALIMENTARE

L'IRRAGGIAMENTO PER TUTTO IL TEMPO DI VITA DEL SOLE.

IPOTESI: ETA' DEL SOLE = ETA’ DELLA TERRA.

NEL SECOLO SCORSO L'ETA' DELLA TERRA ERA STIMATA INTORNO A QUALCHE MILIONE DI ANNI

PER ALIMENTARE L'IRRAGGIAMENO SOLARE PER QUESTO TEMPO SONO SUFFICIENTI VARI MECCANISMI: CADUTA DI METEORITI, PROCESSI CHIMICI, CONTRAZIONE GRAVITAZIONALE.

LA DATAZIONE DELLE ROCCE CON METODI RADIOATTIVI FORNISCE PER L'ETA' DELLA TERRA IL VALORE DI CIRCA 4,5 MILIARDI DI ANNI.

L'UNICA FONTE POSSIBILE E' QUELLA DOVUTA ALLA FUSIONE NUCLEARE: E = m c2 (c = 300.000 Km/s)

SE UN DECIMO DELLA MASSA DI IDROGENO CONTENUTA NEL SOLE PARTECIPA A REAZIONI NUCLEARI CON PRODUZIONE DI ELIO, LA FONTE DI ENERGIA BASTA PER CIRCA 7 MILIARDI DI ANNI.

CONDIZIONI PER L’EQUILIBRIO STELLARE STIME DEI VALORI CENTRALI PER PRESSIONE E TEMPERATURA

Struttura gassosa in quanto forze antagoniste nei solidi troppo deboli per contrastare gravità di grandi masse

gas perfetto in quanto la elevata o completa ionizzazione aumenta volume a disposizione delle particelle.

nRTPV Equazione dei gas perfetti :

Nel caso stellare è preferibile far comparire la densità piuttosto che il volume V.

Poiché la massa totale M = n • , con peso di una mole, si ha:

RTP

Stima delle pressioni e temperature centrali

Una stima della pressione centrale può essere ottenuta utilizzando la legge di Stevino P = g h, che esprime la pressione sul fondo di un recipiente, utilizzando i valori medi per e g e per h metà del raggio stellare.

Nel caso solare, per valori medi della massa e del raggio (metà della massa solare M0 e metà del raggio solare R0 )si ha:

3

30

0 kg/m568.52/Rπ

34

2/Mρ

Pa10105,35,544568.5hgρ 158 cP

2

20

0 sm5,5442/R

2/Mg G

K108,1032,8568.5

105,010

Rρ

μP 6315

c

cT

Con questo valore della pressione centrale, l’equazione di stato dei gas perfetti fornisce il valore:

Avendo assunto per il peso medio di una mole di gas solare (protoni ed elettroni liberi) uguale al peso di metà di una mole di idrogeno e quindi = 0,5 x 10-3 Kg.

IL CICLO DI FORMAZIONE STELLARE

Nell’economia dell’Universo le stelle sono l’ambiente entro il quale si formano gli elementi chimici

SUPERNOVA

FUSIONE ELIO(Carbonio, Ossigeno)

Gigante Rossa

FUSIONE C,O(Silicio, Zolfo)

M > 0,1M

NANA BRUNA

FUSIONE SILICIO….(…FERRO)

MATERIA INTERSTELLARE

CONTRAZIONEGRAVITAZIONALE

REAZIONINUCLEARI

STELLA(su sequenza principale)

FUSIONE IDROGENO

(Elio)

M > 1,44 M

M < 0,5 MNANA BIANCA

GRcrab

Le stelle sono colorate

• Le stelle non hanno tutte lo stesso colore • .Il colore di una stella , dipende dalla temperatura della sua superficie :le stelle di colore diverso hanno temperature superficiali differenti.

• Le stelle blu sono più calde di quelle bianche ; la temperatura superficiale delle prime arriva fino a 30000 °C , quella delle seconde a 10000 °C. Le stelle bianche sono più calde , in superficie , di quelle gialle che a loro volta sono più calde delle arancioni. Le stelle rosse , con la loro temperatura superficiale di 3000 °C, sono le stelle più fredde.

Il colore delle stelle

• Si scopre che l’intensità del-l’emissione nei vari colori cam-bia con la tem-peratura della stella, quindi:

Colore diverso significa temperatura diversa

Le stelle di Orione

INTERNO DI STELLA DI 1 MASSA SOLARE

La struttura di una stella nella fase di pre-supernova

L’EVOLUZIONE DEL SOLE

Nella fase di Gigante rossa e più ancora nella fase di Nebulosa planetaria, il Sole ingloberà tutto il sistema planetario

LA GALASSIA

GALASSIA LOCALE:

Tipo spiraleDiametro: 30 Kpc; Spessore: 300 pc

Bracci a spirale ricchi di materia interstellare

Piano equatoriale = DISCOAltre zone intorno = ALONE

Alone povero di materia interstellare

MATERIA INTERSTELLARE

Gli ammassi stellariAmmassi Aperti (es. Pleiadi)

Stelle più luminose BLU (T > 10.000 °K)

Disco galatticoMateria interstellare ancora possibili processi di formazione stellare

Ammassi Globulari (es. M3)Stelle più luminose ROSSE (T = 3000 5000 °K).

Alone galattico Povero di gas In alone inibito il processo di formazione stellare (manca materia)

Predominio giganti rosse = STRUTTURE ANZIANE Predominio giganti blu = STRUTTURE GIOVANI AMMASSI APERTI (in Disco) più' giovaniAMMASSI GLOBULARI (in Alone) più vecchi

SPETTRI DI EMISSIONE E DI ASSORBIMENTO

Spettro di emissione

Spettro di assorbimento

Spettro continuo

SPETTRI STELLARIGli spettri delle stelle sono spettri di assorbimento. La fotosfera stellare, che si trova ad una temperatura di varie migliaia di gradi genera lo spettro continuo ed i gas che sono presenti nell'atmosfera della stella, più esterna, generano le righe di assorbimento nello spettro. .

Le righe spettrale sono caratteristiche dei gas che compongono le atmosfere e consentono quindi di acquisire informazioni di fondamentale importanza sulle loro condizioni fisiche.

Le giganti rosse

Crab Nebula• La Crab nebula, una

delle più intense radiosorgenti, è costituita da gas in espansione dopo l’evento supernova osservato dagli astronomi cinesi nel 1054. Al centro della nebulosa vi è una pulsar, associata ad una stella di neutroni in rapida rotazione, nocciolo residuo della supernova

La Nostra Esperienza :l’inquinamento luminoso

Spettro luminoso di lampade ai Vapori di Mercurio

Spettro luminoso di lampade ai Vapori di Sodio a Bassa Pressione

Spettro luminoso di lampade ai Vapori di Mercurio

Spettro di Rigel fotografato in città

Inquinamento Luminoso : Orione fotografato dalla Città e da Gambarie

Alcuni testi di riferimento

• Notte stellata• “L’impero delle luci” René Magritte, 1954

• Sonata n ° 6” (“Sonata delle stelle”) Allegro, Mikolajus Ciurlionis, 1908

• Van Gogh• Gyorgy Ligeti • Weather Report• Franco Battiato

Gyorgy Ligeti

Alcuni testi di riferimento

• Lawrence Ferlinghetti ( Yonkers, New York 1919 vivente )

• Paradox Olbers: commento alla poesia

• Arthur Clarke

Testi di riferimento

• Il De Repubblica (Somnium Scipionis

• Virgilio• Dino Campana• Dante

Esercizi di Fisica• Stima delle pressioni e temperature centrali di una stella• Determinazoni delle masse stellari • DETERMINAZIONE DELLE LUMINOSITA’ STELLARI• Qual è la distanza di una stella, se la sua parallasse è p=0".275.

Esprimere la distanza in parsec, in anni luce ed in chilometri.• La galassia di Andromeda (M31=NGC224) ha magnitudini apparente ed

assoluta rispettivamente pari a: m=3.47; M=-21.2. Calcolare la sua distanza dalla Terra in parsec e in anni luce.

• Utilizzando la legge di Hubble, trovare la distanza di galassie che si stanno allontanando da noi ad una velocità pari al1) 20% e2) 30%della velocità della luce c.

•