La nascita delle stelle e dei sistemi planetari

1. La nascita delle stelle e dei sistemi planetari Francesco Palla Osserrvatorio di Arcetri Padova, dicembre 2006

2. La Via Lattea la nostra Galassia

3. Buchi nel cielo stellato?

4. La Via Lattea gas stelle polvere

5. Le nubi scure di polvere e … di gas molecolare

6. La Grande Nube di Magellano: la galassia satellite della Via Lattea

7. Galassia di Andromeda gas stelle polvere

8. Le Antenne Galassie in collisione

9. Formazione stellare nell’universo primordiale: le prime stelle…

10. Formazione stellare: il fenomeno più comune nell’universo • Lo spazio tra le stelle non è vuoto • La materia interstellare: “nubi” di gas e polvere • Gas: Idrogeno molecolare (H2), CO, H2O, NH3… • Polvere: “sabbia” molto fine di silicati, grafite… • Le stelle nascono dalle nubi di gas e polvere

11. Nubi di gas…

12. e nubi di polvere

13. Buchi nel cielo stellato?

14. “...the full red falls still short of the maximum of heat; which perhaps lies even a little beyond visible refraction. In this case, radiant heat will at least partly, if not chiefly, consist, if I may be permitted the expression, of invisible light.” William Herschel e la scoperta della radiazione infrarossa

15. Herschel scopre la radiazione Infrarossa nel 1800.

16. Herschel scopre la Radiazione Infrarossa nel 1800

17. Vedere la luce attraverso il buio

18. Emissione CO Ottico

19. Dove nascono le stelle(con il telescopio spaziale Hubble)

20. Nebulosa Aquila

23. La nascita delle stelle:l’irresistibile attrazione della gravità nube interstellare contrazione gravitazionale (1-10 milioni di anni) ammasso stellare

24. 100 milioni di anni dopo… le Pleiadi

25. -3 Log Densità (cm ) Terra Stella Disco Nucleo Nube Dal gas diffuso alle Stelle e Pianeti Log Raggio (pc)

26. Nube nterstellare 1pc

27. La nube interstellare • Dimensioni: milioni di volte il sistema solare • Massa: migliaia di volte la massa del Sole • Temperatura: 10 – 100 K (263 – 253 sotto zero!) • Nelle nubi esistono regioni più dense (“globuli”) - dimensioni: 10,000 volte il sistema solare - massa: alcune volte la massa del Sole

28. collasso gravitazionale 10 000 AU Nube interstellare 1pc

29. 2. Collasso gravitazionale • Se la gravità di un “globulo” vince la pressione del gas, il globulo comincia a contrarsi. • Quando le dimensioni si sono ridotte a circa 100 volte il sistema solare, la temperaura al centro comincia ad aumentare • Durata: 0.1 – 1 milioni di anni

30. collasso gravitazionale 10 000 AU protostella t =104-105 yr Nube interstellare 1pc

31. 3. Fase proto-stellare • Il globulo è adesso una sfera gassosa calda (10,000 K) (protostella) circondata da un disco circumstellare • La protostella riceve materia dal disco, e la sua massa aumenta (accrescimento) • Il disco a sua volta riceve ancora materia dalla nube • Durata: 0,1 milioni di anni

32. collasso gravitazionale 10 000 AU protostella 100 AU t =104-105 yr Disco di accrescimento jet Stella T Tauri t =106-107 yr Nube interstellare 1pc

33. Dischi protoplanetari: breve digressione Ipotesi nebulare di Kant-Laplace Una nube in rotazione lenta, gradualmente attirata dalla sua stessa forza graviazionale e appiattita in un disco rotante, dette origine al Sole e ai pianeti. E. Kant1724-1804 P.S. Laplace 1749-1827

34. collasso gravitazionale 10 000 AU protostella 100 AU t =104-105 yr 50 AU Disco di accrescimento jet sistema planetario Stella T Tauri Stella di Sequenza Principale t >107yr t =106-107 yr Nube interstellare 1pc

35. 4. Nasce la stella • La protostella continua a contrarsi fino a raggiungere circa 3 volte le dimensioni del Sole • Temperatura alla superficie: 4000 K (superficie del Sole: 5800 K) • Temperatura al centro: 10 milioni K (centro del Sole: 15 milioni K) • Si “accendono” le reazioni di fusione nucleare al centro della protostella: l’energia prodotta crea la pressione che bilancia la forza di gravità

37. Una culla di stelle nel cielo: la Grande Nebulosa di Orione

38. La costellazione di Orione

40. Betelgeuse Cintura di Orione Spada di Orione Rigel

41. Ottico…

42. Infrarosso!

43. Infrarosso … e

44. Viaggio nella Grande Nebulosa di Orione

46. Sun La Funzione Iniziale di Massa nell’ammasso di Orione HBL Log Numero (massa) Brown Dwarfs 10 1 0.08 Massa stellare (masse solari)

47. La frequenza delle masse stellari Le stelle si formano in gruppi/ammassi di 1000-10000 stelle La maggior parte delle nuove stelle sono simili al Sole e anche più piccole: 0.2-0.5 M0 tempi di vita nucleare di 12-25 miliardi/anni Stelle di grande massa (10-40 M0) sono molto più rare (1/1000-10000)  tempi di vita nucleare di 3-5 milioni di anni La frequenza stellare ha una legge di potenza come le formiche e gli elefanti sulla Terra…

48. AU = unità astronomica, distanza Terra-Sole

49. 4.5 Mld di anni dopo: la ricerca di altri sistemi planetari

50. Michel Mayor & Didier Queloz: 1995 Osservatorio dell’Alta Provenza (1.8m) Variazione moto stella Indotto dal pianeta 51 Peg: primo pianeta pianeta invisibile