Nana bianca: differenze tra le versioni

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[[File:White drarfs in NGC 6397 HST.jpg|thumb|upright=1.4|Alcune nane bianche fotografate dall'Hubble nell'[[ammasso globulare]] [[NGC 6397]]. Da notare il colore bianco-azzurro, indice di una temperatura superficiale elevata.(''HST, [[NASA]]/[[Agenzia Spaziale Europea|ESA]]'')]]
 
A meno che la nana bianca non si trovi in condizioni particolari (come l'[[accrezioneaccrescimento (astrofisica)|accrescimento]] di materia da una stella compagna o da un'altra sorgente), la grande [[energia termica]] irradiata dall'astro deriva dal calore accumulato mentre nella stella originaria erano attivi i processi di fusione nucleare. Poiché questi oggetti hanno un'area superficiale estremamente piccola, il tempo necessario ad irradiare e disperdere il calore è molto lungo.<ref name="rln" /> Il processo di raffreddamento della nana bianca comporta, oltre ad una ovvia riduzione della temperatura superficiale, una diminuzione della quantità di [[radiazione elettromagnetica|radiazioni]] emesse e dunque della luminosità; dato che tali oggetti non hanno altri modi per disperdere l'energia al di fuori dell'[[irraggiamento]], ne consegue che il raffreddamento sia un processo che rallenta col tempo.<ref name="cooling.">{{cita pubblicazione|autore=P. Bergeron, Maria Teresa Ruiz, S. K. Leggett|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1997ApJS..108..339B|titolo=The Chemical Evolution of Cool White Dwarfs and the Age of the Local Galactic Disk|rivista=The Astrophysical Journal Supplement Series |volume=108 |numero=1 |mese=gennaio|anno=1997| pagine=339–387}}</ref> Per fare un esempio, una nana C-O di 0,59 masse solari, con un'atmosfera di idrogeno, si raffredda fino a raggiungere una temperatura superficiale di 7140 K in un miliardo e mezzo di anni. Per perdere ulteriori 500 K e raggiungere i 6640 K occorrerebbero circa 0,3 miliardi di anni, mentre per perdere successivamente altri 500 K di temperatura sarebbe necessario un tempo variabile fra 0,4 e 1,1 miliardi di anni;<ref name="cooling."/> quindi, quanto più la temperatura dell'oggetto è alta, tanto più è alta la velocità di dissipazione dell'energia termica.<ref name="disklf">{{cita pubblicazione| url= http://adsabs.harvard.edu/abs/1998ApJ...497..294L |titolo= The Cool White Dwarf Luminosity Function and the Age of the Galactic Disk| autore= S. K. Leggett, Maria Teresa Ruiz, P. Bergeron| rivista= The Astrophysical Journal |volume= 497| mese=aprile| anno= 1998| pagine= 294–302}}</ref>
 
Questa tendenza sembra arrestarsi quando si raggiungono temperature piuttosto basse: infatti, sono note solo pochissime nane bianche con una temperatura superficiale al di sotto dei 4000 K,<ref>{{cita pubblicazione| url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2004ApJ...612L.129G |titolo= Discovery of New Ultracool White Dwarfs in the Sloan Digital Sky Survey| autore= Evalyn Gates, Geza Gyuk, Hugh C. Harris, Mark Subbarao, ''et al''| rivista= The Astrophysical Journal| volume= 612| numero= 2 | mese=settembre| anno= 2004| pagine= L129–L132}}</ref> tra cui [[WD 0346+246]], che possiede una temperatura superficiale di circa 3900 K.<ref name="cool"/> La ragione per cui non si osservano nane bianche a temperature inferiori risiede nell'[[età dell'universo]], che è finita:<ref>{{cita web| titolo= The Moment of Creation: Big Bang Physics from Before the First Millisecond to the Present Universe| autore= James S. Trefil| città= Mineola (New York)| editore= Dover Publications| anno= 2004|cid= ISBN 0-486-43813-9}}</ref> infatti non c'è stato sinora tempo a sufficienza per far sì che le più antiche nane bianche si potessero raffreddare ulteriormente. Un indice, noto come [[funzione di luminosità (astronomia)#Funzione di luminosità delle nane bianche|funzione di luminosità delle nane bianche]], sfrutta il tasso di raffreddamento di questi oggetti, che può essere utilizzato per determinare il tempo in cui le stelle si iniziarono a formare in una determinata regione della Galassia; tale mezzo ha permesso di stimare l'età del [[disco galattico]] a circa 8 miliardi di anni.<ref name="disklf" />
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I sistemi binari costituiti da una nana bianca che assume materia dalla compagna prendono il nome di [[variabile cataclismica|variabili cataclismiche]].<ref name="osln" /><ref name="sniamodels" /><ref name="nasa1">{{cita web|url=http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l2/cataclysmic_variables.html |titolo= Imagine the Universe! Cataclysmic Variables|editore= NASA|accesso=4 maggio 2007}}</ref><ref name="nasa2">{{cita web|url= http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/objects/cvs/cvstext.html |titolo= Introduction to Cataclysmic Variables (CVs)|editore= NASA|accesso=4 maggio 2007}}</ref>
 
Quando il processo di [[accrezioneaccrescimento (astrofisica)|accrescimento]] della nana dovuto al [[trasferimento di massa]] nel sistema binario non è in grado di farla avvicinare al limite di Chandrasekhar, la materia ricca di idrogeno accresciuta sulla sua superficie può andare incontro ad un'esplosione termonucleare.<ref name="nasa1"/> Finché il nucleo della nana bianca resta integro, tali esplosioni superficiali possono andare incontro a recidività fin tanto che il processo di accrescimento va avanti; questi periodici fenomeni cataclismici prendono il nome di [[nova]]e classiche (o [[nova ricorrente|novae ricorrenti]]).<ref name="nasa1"/><ref name="nasa2"/> Esiste anche una particolare tipologia di novae, le cosiddette [[nova nana|novae nane]], le quali hanno dei picchi di luminosità più frequenti ma meno intensi rispetto alle novae classiche; si ritiene che si formino non dalla fusione nucleare della materia accumulata in superficie ma dal violento rilascio dell'[[energia potenziale gravitazionale]] durante il processo di accrescimento.<ref name="nasa2"/>
 
Oltre alle novae e alle novae nane, esistono diverse altre classi di variabili cataclismiche,<ref name="osln"/><ref name="sniamodels" /><ref name="nasa1"/><ref name="nasa2"/> tutte caratterizzate da improvvise variazioni nella luminosità e da [[raggi X|emissioni X]].<ref name="nasa2" />