Le Stelle Doppie e i Lobi di Roche

Destinazione Cosmo

“Destinazione Cosmo” è un blog che si occupa di argomenti legati alla Criminologia, alle Scienze Forensi ed alla Divulgazione Scientifica. Per ciò che concerne la Criminologia e le Scienze Forensi, troverete articoli e saggi che spaziano dai Serial Killer agli Omicidi Seriali; dal Satanismo alle tecniche di adescamento dei giovani; dal bullismo nelle scuole alla pedofilia; dalla “Sindrome del Bambino Maltrattato” alla violenza contro le donne; dai “Difetti della Giurisprudenza” al “Della Pubblica Felicità” di L. A. Muratori. E tanto altro.
Per quanto concerne, invece, la Divulgazione Scientifica, troverete articoli e saggi dedicati, soprattutto, al mondo dell’astronomia e delle scienze ad essa collegate. Tutto il materiale sarà correlato da una moltitudine di meravigliose foto dell’Universo scattate dalla Terra e dallo spazio.
Perché? Perché «Il mondo delle scienze fisiche ed il mondo delle scienze della vita sono separati ancor oggi da una terra di nessuno inesplorata», come disse il fisico italiano Mario Agèno. Ed è arrivato il momento di iniziare l’esplorazione.
Questi e tanti altri gli argomenti trattati in questo blog che si presenta con un carattere di novità sia culturale che didattica: la verifica scientifica.

Danila Zappalà

Danila Zappalà
Laureata in Giurisprudenza presso l’Università degli Studi di Urbino, ha frequentato un Master di specializzazione di 2° livello in "Scienze Criminologico - Forensi" presso l’Università "La Sapienza" di Roma.
Conseguito il Diploma di Master con Lode e Pubblicazione della Tesi, ha fondato nel 2007 a Siracusa il Centro Studi Scienze Criminali di cui è attualmente Presidente. Tiene Corsi di Criminologia e Psicopatologia Forense, Conferenze e Seminari per le Forze dell’Ordine e per tutte le altre categorie professionali.
Da sempre appassionata di Astronomia è attualmente una Divulgatrice Scientifica che collabora con varie testate giornalistiche scrivendo per Rubriche di Criminologia e Scienze. Tiene Corsi di Astronomia, Conferenze e Seminari di Scienze ed è autrice di numerosi saggi ed articoli di Criminologia, Scienze Forensi e Divulgazione Scientifica.
Con la BookSprint Edizioni ha pubblicato nel 2013 un libro dal titolo “La Formazione degli Operatori Territoriali nella Prevenzione del Crimine” in vendita nelle migliori librerie d’Italia e, con la stessa Casa Editrice, sono in corso di pubblicazione “Crime Scene. Manuale di Criminologia e Scienze Forensi ” e “Astronomia Bambini. Lezioni di astronomia per alunni di scuola elementare e media”.

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Nov 14

Le Stelle Doppie e i Lobi di Roche

Noi vediamo, sentiamo, parliamo, ma non sappiamo quale energia ci fa vedere, sentire, parlare e pensare. E quel che è peggio, non ce ne importa nulla. Eppure noi siamo quell'energia. Questa è l'apoteosi dell'ignoranza umana... Albert Einstein

di Danila Zappalà

lobi di roche, stelle doppie, sistemi multipli

E’ oramai risaputo che nel nostro Universo la maggior parte delle stelle conosciute appartiene a sistemi binari o multipli.

Un sistema binario (o multiplo) è costituito da due o più stelle vicine tra loro che ruotano intorno ad un baricentro comune.

Il loro moto reciproco avviene di solito secondo gli enunciati delle Leggi di Keplero, cioè lungo orbite ellittiche.

Questi sistemi sono tenuti insieme dall’interazione gravitazionale delle stelle che li compongono. Tale interazione può causare, ed anzi causa, delle variazioni di proprietà delle stelle stesse.

I sistemi multipli, nell’Universo, sono molto più diffusi di quanto non si creda. Ciò è dimostrato non solo dai numerosissimi sistemi binari e multipli conosciuti, ma anche dai numerosi gruppi di ammassi stellari, galassie ed ammassi di galassie individuati negli ultimi anni.

Perciò, sembrerebbe che le stelle singole rappresentino l’eccezione e non la regola.

L’importanza scientifica dei sistemi multipli di stelle è dovuta al fatto che le stelle che li compongono sono le uniche delle quali è possibile determinare i valori esatti del raggio, della densità e della massa, indispensabili nello studio della fisica stellare.

Il tipo di interazione tra le stelle che compongono questa tipologia di sistemi dipende dalla distanza che separa le stelle: più breve è la distanza e più rilevante è l’interazione.

I periodi di rivoluzione sono anch’essi legati alla distanza tra le stelle e variano da un minimo di poche ore ad alcune migliaia di anni.

A parte i casi sporadici delle doppie ottiche, cioè dai gruppi di stelle che solo apparentemente sono vicine, perché si proiettano nella stessa direzione del cielo pur essendo, in realtà, assai distanti tra loro, le stelle doppie vengono suddivise in doppie visuali, doppie spettroscopiche e doppie fotometriche (o binarie a eclisse).

In alcuni casi la duplicità di una stella viene rilevata soltanto da misure astrometriche: queste binarie, dunque, prendono il nome di doppie astrometriche.

Le stelle doppie (o sistemi binari) comprendono anche sistemi più complessi, formati, cioè, da tre o più stelle. In questo caso un sistema può essere al tempo stesso, ad esempio, binario visuale e spettroscopico.

Mizar, che è la stella posta al centro del timone dell’Orsa maggiore (Costellazione del “Grande Carro”) con la sua minuscola compagna Alcor, appena visibile ad occhio nudo, rappresentano un classico esempio di doppia ottica: esse ci appaiono vicine soltanto in prospettiva ma non formano un autentico sistema binario. Ma se osserviamo Mizar con un piccolo telescopio, essa ci appare composta da due stelle: trattasi della prima stella doppia ad essere stata scoperta, forse, dall’astronomo Giovanni Battista Riccioli nel 1650.

La stella più luminosa di questa doppia visuale, Mizar A, è di seconda magnitudine, mentre la compagna Mizar B, di quarta; entrambe di classe spettrale A2.

L’esame spettroscopico di Mizar A e Mizar B ha rivelato che, in realtà, queste due stelle sono entrambe doppie spettroscopiche; infatti, ad intervalli regolari, le righe del loro spettro ci appaiono sdoppiate in corrispondenza delle fasi in cui il moto delle stelle che formano il sistema binario spettroscopico avviene in direzioni opposte rispetto ad un osservatore della Terra.

Un altro sistema binario famoso è quello di Castore (ovvero Alfa Geminorum, stella alfa della costellazione dei Gemelli), distante dalla Terra circa 44 anni luce, che insieme alla stella Polluce forma in cielo, la Costellazione dei Gemelli.

Osservata al telescopio, Castore A mostra la sua compagna, Castore B. Entrambe di classe spettrale A1, esse ruotano l’una intorno all’altra in un periodo di circa 500 anni. Alla distanza angolare di poco più di un grado si osserva una terza componente del sistema molto più piccola e debole (magnitudine 9,5) ma di tipo spettrale più avanzato (K6), Castore C.

Le stelle di questo sistema triplo sono, inoltre, tutte delle doppie spettroscopiche.

Castore C è anche una doppia fotometrica ad eclisse.

La stella Castore della Costellazione dei Gemelli costituisce, dunque, un complesso sistema sestuplo di stelle che ruotano l’una intorno all’altra.

Se le stelle che compongono un sistema sono molto lontane tra loro è probabile che si siano formate come protostelle separate, ma vicine abbastanza affinché la loro forza di gravità le mantenesse in orbita l’una intorno all’altra.

Alcune delle binarie vicine tra loro e a breve periodo rotazionale, potrebbero essere il risultato della separazione di una singola protostella che, in fase di collasso, ruotava troppo rapidamente su se stessa.

Attorno alle due stelle di un sistema binario esiste una conformazione tridimensionale a forma di 8, denominata “superficie equipotenziale”. Su di essa la Forza di Gravità (Forza g) è identica in ogni punto.

Le due parti della curva, che contengono ciascuna una stella, si chiamano “ Lobi di Roche” dal nome del famoso matematico francese Eduard Albert Roche (1820 – 1883).

La materia che si trova all’interno di uno dei Lobi rimane sotto l’influenza della sua stella di appartenenza.

Quando entrambe le stelle di un sistema binario si trovano nella “Sequenza Principale” (nel Diagramma HR rappresenta una regione di stabilità nell’evoluzione stellare), esse rimangono all’interno dei rispettivi Lobi; ma nel caso in cui una delle due possieda una massa superiore a quella dell’altra, essa si evolverà più rapidamente verso lo stadio di “Gigante Rossa”.

Espandendosi, andrà, così, a riempire il proprio Lobo di Roche facendolo, addirittura, traboccare. A questo punto, la materia contenuta nella sua stella di appartenenza scorrerà dalla superficie (attraverso il punto di incrocio della figura a 8, denominato “primo punto di Lagrange”), verso la stella secondaria.

Parte del materiale della Gigante Rossa può sfuggire al sistema, ma la maggior parte di esso viene comunque scaricato sulla stella secondaria, tanto da aumentarne significativamente la massa.

Se entrambe le stelle riempiono i Lobi, ci si trova, invece, di fronte ad una “binaria a contatto” e, oltre alle eclissi, entrambe le stelle mostrano variazioni continue di luminosità dovute al cambiamento apparente di forma mentre ruotano una intorno all’altra.

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