Nascita di una StellaDisomogeneità e Globuli

(Evoluzione Stellare Parte I)

La Materia Primordiale

Misure sulla composizione media stellare e stime effettuate con il modello standard, compatibili anche con differenti modelli cosmologici, concordano sulla

composizione di equilibrio delle nubi di materia primordiale:

25% He + 75% H

Questo rapporto percentuale determina le condizioni necessarie per lo sviluppo nelle stelle degli

elementi necessari alla vita biologica nell’Universo.

Le Disomogeneità• Indipendentemente dal modello cosmologico che

si adotta, disomogeneità iniziali nella distribuzione spaziale degli atomi, hanno nel passato e continuano nel presente ha dare origine per effetto dell’attrazione gravitazionale a flebili addensamenti di materia allo stato gassoso.

• Col tempo, la materia della nube continua ad addensarsi per contrazione gravitazionale riscaldandosi e originando globuli di materia opaca alla luce emessa da altri corpi, questo stato precede quello di protostella.

Le Nubi di Gas• Le nubi hanno masse fino ad un milione di volte

quella del Sole e temperature molto basse, da circa una decina a poche centinaia di gradi sopra lo zero assoluto (cioè da -263 oC a pochi gradi centigradi sotto zero).

• La loro struttura è in equilibrio, infatti la forza di gravità che tenderebbe a farle collassare è controbilanciata dalla pressione creata dal moto delle particelle di materia al loro interno.

Meccanismi di Formazione Stellare

• A volte l’equilibrio della nube viene casualmente a mancare e in certi punti la densità aumenta. La nube si contrae spontaneamente e lentamente.

• Attraverso questo meccanismo si formano all’interno di nubi molto dense e oscure stelle di piccola massa.

• Stelle più massicce si formano invece nel collasso di nubi meno dense, causato da fattori come la compressione del gas della nube da parte di materiale espulso ad alta velocità da stelle evolute o per effetto di onde d’urto. 

Disomogeneità nella Materia

Il gas si addensa gravitazionalmente formando disomogeneità nella distribuzione di materia. In un mezzo a distribuzione uniforme, la comparsa nel tempo di disomogeneità di materia per effetto gravitazionale è del tutto

casuale.

Emissione Termica del Gas

• Th. Del Viriale di Clausuis: durante il collasso del gas, il 50% del lavoro gravitazionale fatto sul sistema si trasforma in energia cinetica interna quindi aumenta la temperatura del gas.

• Th. di Lane: durante il collasso, il 50% del lavoro gravitazionale fatto sul sistema viene irradiato termicamente dal gas alla temperatura Tgas.

gravgas WE2

1

gasgasgas RTVPE2

3

2

3

Opacità del Globulo

1. L’aumento di temperatura interna ionizza il gas iniziando a rendere il globulo sempre più opaco.

2. Per effetto dell’emissione termica superficiale il gas esterno è più freddo di quello più interno: il gas emette poca energia.

3. Il gradiente termico aumenta

4. Il globulo è completamente opaco e possiede un’energia pari alla somma delle energie cinetiche e irradiate dai singoli atomi.

gravglobulo WE

Globulo Opaco

A partire dalla disomogeneità iniziale, la materia continua ad addensarsi formando una nube globulare tanto densa da impedire alla luce di attraversarla. L’effetto è quello che darebbe una zona “buia”.