EVOLUZIONE STELLARE
Le stelle nascono, si evolvono, invecchiano e muoino.
Quanto più grande è una stella, più breve è la sua vita.
Nascita di una stella
Le stelle nascono da una grande massa di gas, dal gas più elementare: l'idrogeno. Se la quantità di gas è abbastanza grande,
inizia la contazione gravitazionale,
il gas viene attratto verso il baricentro della nube.
Per questioni di conservazione, la nube
inizia a ruotare su se stessa a causa dell'attrito e dell'aumento della pressione;
la temperatura sale notevolmente fino ad arrivare a 107 K, temperatura necessaria a vincere la repulsione gravitazionale.
In seguito all'aumento della temperatura
si ha l'innesco di reazioni termonucleari.
La forte pressione fa rompere la repulsione coulombiana e i nuclei di idrogeno si fondono e si ottengono nuclei di elio.
La reazione H->He si chama reazione p-p ossia, protone protone. Dunque.....è appena nata una stella.
Siamo nella fase stabile dell'evoluzione stellare, è appena terminata la fase presequenza e, il nostro astro, si trova nella sequenza principale del digramma HR.
Catena PP
Nella prima fase della catena PP, dalla fusione di due nuclei di idrogeno si ottiene un deuterio, un neutrino
ed un positrone
p+p → D+e++νe
Il positrone e l'elettrone si annichilano generando energia
e++e- → 2ϒ+ 1.02 MeV
Il ciclo PP è molto lento perchè i due protoni devono superare la barriera di repulsione elettrostatica. Il processo dura 109anni.
Il deuterio adesso si può fondere con il nucleo di idrogeno generando un isotopo dell'elio + energia
p+D → 3He+ϒ+ 5.49 MeV
Ramo PP I
Nel sole avviene al 91%
3He+3He → 4He+1H+1H1+26.73 MeV
Il ciclo PPI avviene tra i 10 MK e i 14 MK
Ramo PP II
Nel sole avviene al 29%
3He+4He → 7Be+ϒ
7Be+e-→ 7Li+νe
7Li+1H → 4He+4He
Il ciclo PPII avviene tra i 14 MK e i 23 MK
Il 90% dei neutrini prodotti nella reazione 7Be(e−,νe) sono portatori di energia pari a 0,861 MeV;
il rimanente 10% di neutrini trasportano energia pari a 0,383 MeV. Infatti, dipende il litio-7 può trovarsi in uno stato eccitato o meno.
Ramo PP III
Nel sole non è il processo dominante per la produzione di energia ma è importante per l'emissione di neutrini
3He+4He → 7Be+ϒ
7Be+1H → 8B+ϒ
8B→ 8Be+e++νe
8Be→ 4He+4He
Il ciclo PPIII avviene a temperature superiori a 23 MK
Ramo PP IV
Nel sole non è il processo dominante per la produzione di energia ma è importante per l'emissione di neutrini
3He+1H → 4He+νe+e+
Se si confronta la massa dell'elio-4 finale con le masse di quattro protoni si ottiene che è stata persa lo 0,7% della massa originaria.
La massa mancante è stata convertita in energia, sotto forma di raggi gamma e di neutrini rilasciati durante le reazioni individuali.
L'energia totale che si ottiene da un ramo intero è di 26,73 MeV.
L'energia rilasciata sotto forma di raggi gamma può interagire con gli elettroni e i protoni e scaldare l'interno del Sole.
Questo riscaldamento fa sì che il Sole non collassi sotto il suo peso.
Reazione pep
Il deuterio può essere
prodotto tramite una reazione abbastanza rara: la cattura elettronica pep (protone-elettrone-protone)
1H+e-+1H → 2H+νe
Nel Sole, la frazione delle reazioni è 1/400 della pp.
In un processo pep i neutrini rilasciati sono molto più energetici;
i neutrini prodotti nel processo pp hanno energia da 0 a 0,42 MeV;
i neutrini della pep producono energia a 1,44 MeV.
Diagramma HR