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# Fisica# Astrofisica solare e stellare

Getti da Stelle della Sequenza Principale Durante l'Evoluzione dell'Involucro Comune

Questo articolo esamina come si formano i getti dalle stelle della sequenza principale nei sistemi binari.

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Nel nostro universo, ci sono tanti tipi di stelle, comprese quelle che conosciamo come stelle della sequenza principale. Queste stelle a volte possono interagire con stelle più grandi, come le stelle giganti, attraverso un processo chiamato evoluzione dell'involucro comune (CEE). Questo articolo esplora come le stelle della sequenza principale possono produrre Getti durante la CEE e analizza le strutture del flusso che potrebbero permetterlo.

Cos'è l'Evoluzione dell'Involucro Comune?

L'evoluzione dell'involucro comune avviene quando una stella più piccola, come una stella della sequenza principale, si muove negli strati esterni di una stella più grande, che di solito è nella sua fase finale di vita. Questa interazione può portare a cambiamenti significativi in entrambe le stelle.

Quando la stella più piccola entra nell'involucro della stella più grande, può iniziare a tirare materiale da essa. Il flusso di gas attorno alla stella più piccola può creare getti, flussi di materiale che si sparano verso l'esterno. Questi getti possono avere un ruolo importante nel modo in cui la materia viene espulsa dalla stella più grande.

Getti e la loro Importanza

I getti non sono solo semplici flussi; possono plasmare l'ambiente attorno a loro. Nelle nebulose planetarie, che sono nubi di gas attorno a stelle morenti, i getti possono influenzare l'aspetto di queste nubi. Molte nebulose planetarie hanno una forma bipolare o ovale, suggerendo spesso che i getti stiano spingendo materiale in direzioni opposte.

Capire come le stelle della sequenza principale possono produrre getti è cruciale per la nostra conoscenza di molti fenomeni astronomici. Questi getti possono persino fornire energia per rimuovere massa dalla stella più grande durante la CEE, influenzando la sua evoluzione.

Condizioni per la Formazione dei Getti

Per formare getti, devono essere soddisfatte condizioni specifiche. Quando una stella della sequenza principale inizia ad accrescere materiale dall'involucro di una stella gigante, il gas che raccoglie potrebbe non avere abbastanza momento angolare. Tuttavia, anche il gas sub-Kepleriano-gas che non ruota abbastanza velocemente per formare un disco stabile-può comunque aiutare a generare getti.

Il trucco è che la pressione si accumula attorno alla stella della sequenza principale. Questa area ad alta pressione può canalizzare il gas verso i poli della stella, dove i getti possono formarsi. Anche se la massa reale che la stella della sequenza principale raccoglie potrebbe essere piccola, l'energia rilasciata dal gas in arrivo è significativa e può alimentare i getti.

Struttura del Flusso Durante la CEE

Il modo in cui il gas scorre durante la CEE è piuttosto complesso. Mentre la stella della sequenza principale attira gas, non crea solo un disco. Invece, il gas in arrivo può spargersi e formare una cintura di Accrescimento, che potrebbe consentire il lancio di getti.

La cintura di accrescimento si verifica quando il gas attorno alla stella della sequenza principale diventa troppo disperso per formare un disco sottile. Invece, assume una forma più arrotondata, permettendo ai getti di sfuggire lungo i poli. Questo è diverso dalle stelle di neutroni o dai buchi neri, che possono facilmente formare dischi sottili attorno a loro.

Processi di Accrescimento

Quando una stella della sequenza principale interagisce con una stella gigante, può vivere diversi modi di accrescimento. Il modello di accrescimento di Bondi-Hoyle-Lyttleton (BHL) descrive come il gas proveniente dalla stella gigante possa essere attratto verso la stella più piccola. Le condizioni in cui questo avviene giocano un ruolo fondamentale nella formazione dei getti.

Per lanciare efficacemente i getti, la stella della sequenza principale deve accrescere gas a un tasso sufficientemente elevato. Se non lo fa, il materiale potrebbe non essere sufficiente per generare la pressione necessaria per la formazione dei getti.

Il Ruolo dei Campi Magnetici

Anche se i getti possono formarsi solo da differenze di pressione, i campi magnetici giocano un ruolo significativo. I campi magnetici possono canalizzare l'energia dal gas in accrescimento nei getti, aumentando la loro velocità ed efficienza.

In alcune situazioni, l'influenza dei campi magnetici è meno significativa, ma possono comunque contribuire alla dinamica complessiva del flusso. L'interazione dei campi magnetici con il gas può creare una struttura di flusso più complessa che promuove la formazione di getti.

Energia nel Processo di Accrescimento

Quando il gas viene accresciuto su una stella, può rilasciare energia. Questa energia, se non sfugge, può aiutare a potenziare la formazione di getti. A differenza dei processi che coinvolgono stelle di neutroni o buchi neri, dove l'energia può andare persa come neutrini o radiazione, il gas che scorre su una stella della sequenza principale durante la CEE non ha questi disperdenti di energia. Quindi, la maggior parte dell'energia viene utilizzata per la formazione di getti o viene immagazzinata nella stella stessa.

Sfide e Complessità

Il processo di formazione dei getti durante la CEE non è semplice. Mentre la stella della sequenza principale spiraleggiava più in profondità nell'involucro della gigante, il flusso di gas può diventare instabile. Questa instabilità può influenzare come si formano i getti e quanto materiale venga effettivamente espulso.

Inoltre, se la stella della sequenza principale è troppo massiccia, potrebbe sincronizzarsi con la rotazione della stella gigante, complicando ulteriormente l'interazione. Il rapporto di massa tra le due stelle è cruciale nel determinare la struttura del flusso e la dinamica dei getti.

Osservazioni dei Getti nelle Nebulose Planetarie

Molte osservazioni delle nebulose planetarie suggeriscono che i getti siano presenti e giochino un ruolo vitale nel plasmare la struttura della nebulosa. Studiando queste nebulose, gli astronomi hanno ottenuto informazioni su come funzionano i getti in diversi scenari.

I getti possono fuoriuscire dall'involucro della stella più grande, plasmando il gas e la polvere circostanti. Capire come questi getti originano dai compagni della sequenza principale può aiutare a spiegare le morfologie diverse osservate nelle nebulose planetarie.

Implicazioni per i Transienti Ottici di Luminosità Intermedia

I processi discussi sono anche rilevanti per altri eventi astronomici, come i transitori ottici di luminosità intermedia (ILOT), che sono eruzioni brillanti alimentate dal rilascio di energia.

In alcuni casi, l'interazione tra stelle binarie può portare a ILOT, dove i getti potrebbero anche giocare un ruolo chiave nell'output energetico. Comprendere i processi di accrescimento e la formazione di getti può far luce su questi eventi transitori.

Direzioni Future della Ricerca

Per approfondire la nostra comprensione della formazione di getti durante la CEE, è necessaria più ricerca. Le simulazioni numeriche possono aiutare a testare teorie su come il gas fluisce e come si formano i getti. Questi modelli possono replicare condizioni trovate nei sistemi di stelle binarie e fornire dati preziosi su come i getti influenzano l'evoluzione stellare.

Simulazioni ad alta risoluzione possono catturare interazioni complesse tra flussi di gas e campi magnetici, portando potenzialmente a nuove intuizioni. Le osservazioni di sistemi reali possono anche fornire contesto e validazione per le previsioni teoriche.

Riepilogo

In sintesi, lo studio dei getti provenienti da compagni della sequenza principale durante l'evoluzione dell'involucro comune è un'area di ricerca entusiasmante. Questi getti sono cruciali per capire l'evoluzione stellare, la formazione delle nebulose planetarie e persino eventi transitori nell'universo. Man mano che gli scienziati continueranno a esplorare questo fenomeno, ci aspettiamo di imparare di più sulle interazioni dinamiche tra le stelle e i processi che plasmano il nostro universo.

Fonte originale

Titolo: On the nature of jets from a main sequence companion at the onset of common envelope evolution

Estratto: I consider a flow structure by which main sequence companions that enter a common envelope evolution (CEE) with giant stars might launch jets even when the accreted gas has a sub-Keplerian specific angular momentum. I first show that after a main sequence star enters the envelope of a giant star the specific angular momentum of the accreted gas is sub-Keplerian but still sufficiently large for the accreted gas to avoid two conical-like openings along the two opposite polar directions. I suggest that the high-pressure zone that the accreted gas builds around the main sequence equatorial plane accelerates outflows along these polar opening. Most of the inflowing gas is deflected to the polar outflows, i.e., two oppositely-directed jets. The actual mass that the main sequence star accretes is only a small fraction, ~0.1, of the inflowing gas. However, the gravitational energy that this gas releases powers the inflow-outflow streaming of gas and adds energy to the common envelope ejection. This flow structure might take place during a grazing envelope evolution if it occurs, during the early CEE, and possibly in some post-CEE cases. This study increases the parameter space for main sequence stars to launch jets. Such jets might shape some morphological features in planetary nebulae, add energy to mass removal in CEE, and power some intermediate luminosity optical transients.

Autori: Noam Soker

Ultimo aggiornamento: 2023-06-14 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2303.05880

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.05880

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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