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# Fisica# Astrofisica solare e stellare# Fenomeni astrofisici di alta energia

Aerei che oscillano e evoluzione stellare

Esplorando gli effetti dei getti oscillanti durante l'evoluzione delle stelle.

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Indice

Nel ciclo di vita delle stelle, alcune fasi portano a comportamenti interessanti e complessi. Una di queste fasi è quando una stella secondaria, come una stella di neutroni o un buco nero, si muove nelle strati esterni di una stella gigante. Questa interazione può creare getti unici che si comportano in modi inaspettati. Questo articolo esplora come questi getti oscillano durante quella che viene chiamata evoluzione a involucro comune, una fase in cui la stella secondaria spiraleggia nelle strati esterni della stella gigante.

Cosa Sono L'Evoluzione a Involucro Comune e i Getti Oscillanti?

L'evoluzione a involucro comune si verifica quando una stella secondaria entra nello strato esterno di una stella gigante. Man mano che la stella secondaria si muove attraverso questo strato, attira massa ed energia, portando alla formazione di getti. Questi getti sono flussi di gas espulsi dalla stella compagna e non volano sempre dritti. Invece, oscillano, il che significa che possono cambiare direzione in modo imprevisto. Questa oscillazione ha importanti implicazioni su come i getti interagiscono con il loro ambiente e modellano le strutture attorno a loro.

Il Ruolo del Movimento Convettivo

Gli strati esterni delle stelle giganti, come le supergiganti rosse, non sono statici. Sono pieni di movimento convettivo, che si riferisce al movimento di gas e materiali all'interno della stella. Questo movimento può causare fluttuazioni nella velocità e nella direzione, contribuendo al comportamento oscillante dei getti. Quando la stella secondaria attrae massa dall'involucro della stella gigante, questa massa porta con sé gli effetti del movimento convettivo, aggiungendo una componente casuale alla direzione dei getti.

Il Meccanismo Dietro i Getti Oscillanti

Quando la stella secondaria spiraleggia negli strati esterni della stella gigante, due forze principali interagiscono:

  1. Movimento orbitale: Mentre la stella secondaria orbita, crea un flusso di massa prevedibile verso di sé.
  2. Movimento convettivo: I movimenti caotici e casuali all'interno dell'involucro della stella gigante introducono variazioni.

Queste due forze insieme significano che i getti lanciati dalla stella secondaria non puntano in una sola direzione fissa. Invece, i loro percorsi possono cambiare, portando i getti a oscillare attorno alla direzione prevista in base al movimento orbitale.

Come I Getti Oscillanti Influenzano L'Accrescimento di massa

L'oscillazione dei getti influisce su come la massa viene attratta nella stella secondaria. Di solito, i getti aiutano a liberare spazio attorno alla stella, facilitando l'accrescimento di massa. Tuttavia, quando i getti oscillano, possono creare zone imprevedibili di pressione e densità che alterano l'efficienza con cui la massa viene attratta. Questo introduce un livello di complessità al comportamento dei getti e alla massa acquisita dalla stella compagna.

Impatti Sulle Nebulose Espulsa

Il modo in cui si muovono i getti può influenzare significativamente la struttura del materiale espulso dal sistema. Se i getti sono stabili e diretti, possono creare strutture ben definite, come bolle distribuite uniformemente. Al contrario, i getti oscillanti spargono e comprimono il materiale in modi imprevedibili, il che può portare alla formazione di archi e filamenti nella nebulosa che circonda il sistema stellare.

Il Meccanismo di Feedback

La relazione tra i getti e il processo di accrescimento crea un meccanismo di feedback. Questo significa che i getti possono influenzare la quantità di massa che viene attratta nella stella secondaria, cambiando anche la forma e la struttura dell'ambiente attorno a loro. Getti forti potrebbero rimuovere quantità significative di gas, mentre getti deboli o irregolari potrebbero faticare a fare un impatto rilevante.

Osservazioni e Previsioni

Gli astronomi stanno iniziando a vedere indizi su questi processi nell'Universo. Ad esempio, alcune nebulose planetarie sembrano avere archi e filamenti che potrebbero essere spiegati dalle azioni di getti oscillanti durante l'evoluzione a involucro comune. Comprendere questo comportamento permette agli scienziati di fare previsioni migliori sui cicli di vita delle stelle e le loro interazioni con le compagne.

Intuizioni Teoriche dalle Simulazioni

Gli astrofisici usano simulazioni per modellare i comportamenti delle stelle e dei getti che producono. Queste simulazioni aiutano i ricercatori a visualizzare le interazioni complesse durante l'evoluzione a involucro comune e forniscono intuizioni su come operano i getti oscillanti. Modificando parametri come la massa delle stelle e la loro distanza, gli scienziati possono osservare risultati diversi, migliorando la loro comprensione di questi processi.

Conclusione

L'esplorazione dei getti oscillanti nell'evoluzione stellare contribuisce alla comprensione più ampia di come le stelle vivono e interagiscono. Le interazioni di una stella secondaria con l’involucro di una stella gigante portano a molti fenomeni intriganti, inclusa l'oscillazione dei getti. Questi getti non solo giocano un ruolo significativo nell'accrescimento di massa ma modellano anche il materiale espulso nello spazio, creando strutture diverse nel cosmo. Comprendere il comportamento di questi getti apre porte a ulteriori scoperte in astrofisica e lo studio continuo rivelerà di più sulle vite e le morti delle stelle.

Fonte originale

Titolo: Wobbling jets in common envelope evolution

Estratto: We find that the convective motion in the envelopes of red supergiant (RSG) stars supplies a non-negligible stochastic angular momentum to the mass that a secondary star accretes in a common envelope evolution (CEE), such that jets that the secondary star launches wobble. The orbital motion of the secondary star in a CEE and the density gradient in the envelope impose a non-zero angular momentum to the accreted mass with a constant direction parallel to the orbital angular momentum. From one-dimensional stellar evolution simulations with the numerical code \textsc{mesa} we find that the stochastic convection motion in the envelope of RSG stars adds a stochastic angular momentum component with an amplitude that is about 0.1-1 times that of the constant component due to the orbital motion. We mimic a CEE of the RSG star by removing envelope mass at a high rate and by depositing energy into its envelope. The stochastic angular momentum implies that the accretion disk around the secondary star (which we do not simulate), and therefore the jets that it launches, wobble with angles of up to tens of degrees with respect to the orbital angular momentum axis. This wobbling makes it harder for jets to break out from the envelope and can shape small bubbles in the ejecta that compress filaments that appear as arcs in the ejected nebula, i.e., in planetary nebulae when the giant is an asymptotic giant branch star.

Autori: Noam Dori, Ealeal Bear, Noam Soker

Ultimo aggiornamento: 2023-08-05 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2306.03618

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.03618

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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