Nascita di una Stella
Disomogeneità 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.
E gas
•
1
  Wgrav
2
Th. di Lane: durante il collasso, il 50% del lavoro gravitazionale
fatto sul sistema viene irradiato termicamente dal gas alla
temperatura Tgas.
E gas
3
3
 P Vgas  RTgas
2
2
Opacità del Globulo
1.
2.
3.
4.
L’aumento di temperatura interna ionizza il gas iniziando a rendere
il globulo sempre più opaco.
Per effetto dell’emissione termica superficiale il gas esterno è più
freddo di quello più interno: il gas emette poca energia.
Il gradiente termico aumenta
Il globulo è completamente opaco e possiede un’energia pari alla
somma delle energie cinetiche e irradiate dai singoli atomi.
E globulo   Wgrav
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”.