{"id":2387,"date":"2006-01-25T00:00:00","date_gmt":"2006-01-24T23:00:00","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"2387","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/2387\/","title":{"rendered":"Desidero sapere pi\u00f9 nel dettaglio qual \u00e8 il metodo per la misurazione delle variabili cefeidi per ricavarne la distanza?\r\nSe possibile sarebbe molto gradita una buona bibliografia.\r\nGrazie infinite per l&#8217;ottimo servizio fornito dal sito."},"content":{"rendered":"<p class=\"p1\">Nel corso degli anni gli astronomi hanno sviluppato molte<br \/>\nmetodologie di analisi per ottenere indicatori di distanza dallo studio delle propriet\u00e0<br \/>\ndi determinate classi di stelle variabili. Le variabili cefeidi sono<br \/>\nprobabilmente il caso pi\u00f9 noto, se non altro per l\u2019importanza storica, ma non<br \/>\ncerto l\u2019unico. <\/p>\n<p class=\"p1\">In ogni caso \u00e8 bene per\u00f2 non dimenticare, anche se non \u00e8 argomento<br \/>\ndi questa domanda, che i fenomeni di variabilit\u00e0 di una struttura di tipo<br \/>\nstellare sono anche potenti diagnostici della struttura interna della stella<br \/>\nstessa. Esiste infatti un intero filone di indagine, noto come astrosismologia<br \/>\nche, in analogia con quanto possibile sulla Terra con i fenomeni sismici,<br \/>\ntramite lo studio dei vari modi di oscillazione di una struttura stellare,<br \/>\npermette di sondare l\u2019interno delle stesse. A questo genere di ricerche sono<br \/>\nstati dedicati studi avanzati per satelliti scientifici esplicitamente dedicati<br \/>\nalle osservazioni astrosismologiche e variabilistiche in genere. Un esempio<br \/>\nimportante \u00e8 il progetto Corot (<a href=\"http:\/\/smsc.cnes.fr\/COROT\/\"><span class=\"s2\">http:\/\/smsc.cnes.fr\/COROT\/<\/span><\/a>) dove \u00e8 possibile trovare<br \/>\nulteriori informazioni sull\u2019astrosismologia.<\/p>\n<p class=\"p1\">Tornando invece all\u2019utilizzo in astronomia delle stelle variabili<br \/>\ncome indicatori di distanza apriamo dapprima una parentesi utile a meglio<br \/>\ndefinire lo scenario nel quale ci stiamo muovendo.<\/p>\n<p class=\"p1\">Supponiamo allora di studiare un sistema sotto il controllo della<br \/>\ngravit\u00e0. Un sistema anche molto semplice, una massa centrale ed un satellite di<br \/>\nmassa molto piccola rispetto al corpo principale in orbita che per il momento<br \/>\npossiamo supporre perfettamente circolare. Come \u00e8 noto la dinamica di questo sistema<br \/>\n\u00e8 guidata dalla famosa legge di Newton:<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\" class=\"p3\"><b>F = G m<sub>1<\/sub> m<sub>2<\/sub> \/ r<sup>2<\/sup><o:p _moz-userdefined=\"\"\/><\/b><\/p>\n<p class=\"p2\">dove <b>G<\/b><span style=\"font-weight: normal;\"> \u00e8 la costante di<br \/>\ngravitazione universale (<\/span><b>G = 6,67 10<sup>-11<\/sup> m<sup>3<\/sup>\/kg s<sup>2<\/sup><\/b><span style=\"font-weight: normal;\">), <\/span><b>m<sub>1<\/sub><\/b><span style=\"font-weight: normal;\"> ed <\/span><b>m<sub>2<\/sub><\/b><span style=\"font-weight: normal;\"> sono le masse dei due corpi coinvolti ed <\/span><b>r<\/b><span style=\"font-weight: normal;\"> \u00e8 la distanza fra i centri di massa. <\/span><\/p>\n<p class=\"p2\">A questo punto trasformiamo la relazione precedente sostituendo<br \/>\nalla forza <b>F<\/b><span style=\"font-weight: normal;\"> l\u2019espressione da usare nel<br \/>\ncaso di un moto perfettamente circolare per esempio per l\u2019oggetto <\/span><b>1<\/b><span style=\"font-weight: normal;\">, <\/span><b>F = m<sub>1<\/sub> v<sup>2<\/sup>\/r<\/b><span style=\"font-weight: normal;\">, ottenendo quindi:<\/span><\/p>\n<p align=\"center\" class=\"p2\" style=\"text-align: center;\"><b>m<sub>1<\/sub> v<sup>2<\/sup><br \/>\n\/ r = G m<sub>1<\/sub> m<sub>2<\/sub> \/ r<sup>2<\/sup><o:p _moz-userdefined=\"\"\/><\/b><\/p>\n<p align=\"center\" class=\"p2\" style=\"text-align: center;\"><b>v<sup>2<\/sup> = G m<sub>2<\/sub><br \/>\n\/ r<o:p _moz-userdefined=\"\"\/><\/b><\/p>\n<p class=\"p2\">La velocit\u00e0 in un moto circolare \u00e8 costante in modulo e pu\u00f2 essere<br \/>\nscritta come <b>v = 2 &#960; r\/T<\/b><span style=\"font-weight: normal;\">, ovvero la<br \/>\ncirconferenza diviso<span style=\"\">\u00a0 <\/span><\/span><b>T<\/b><span style=\"font-weight: normal;\">, il periodo di rotazione. Quindi:<\/span><\/p>\n<p align=\"center\" class=\"p2\" style=\"text-align: center;\"><b>(2&#960;)<sup>2<\/sup> r<sup>2<\/sup><br \/>\n\/ T<sup>2<\/sup> = G m<sub>2<\/sub> \/ r<o:p _moz-userdefined=\"\"\/><\/b><\/p>\n<p align=\"center\" class=\"p2\" style=\"text-align: center;\"><b>T<sup>2<\/sup> = (2&#960;)<sup>2<\/sup><br \/>\nr<sup>3<\/sup> \/ G m<sub>2<o:p _moz-userdefined=\"\"\/><\/sub><\/b><\/p>\n<p align=\"center\" class=\"p2\" style=\"text-align: center;\"><b>r<sup>3 <\/sup>\/ T<sup>2<\/sup><br \/>\n<i>~<\/i><\/b><span style=\"font-style: normal;\"><b><span style=\"\">\u00a0 <\/span>m<sub>2 <\/sub>= costante<o:p _moz-userdefined=\"\"\/><\/b><\/span><\/p>\n<p class=\"p1\">Relazione che ai lettori pi\u00f9 attenti non sar\u00e0 sfuggita: \u00e8 infatti la<br \/>\nceleberrima III legge di Keplero! Nel ricavare la relazione abbiamo assunto<br \/>\ndiversi fattori semplificanti, ma in realt\u00e0 una relazione del genere ha<br \/>\nvalidit\u00e0 generale e sussiste per qualunque sistema sotto il controllo della<br \/>\ngravitazione. Per qualunque rapporto di massa e per orbite di qualunque<br \/>\nellitticit\u00e0 fino all\u2019estremo di un oggetto oscillante rispetto al centro di<br \/>\ngravit\u00e0.<\/p>\n<p class=\"p1\">Ma quale \u00e8 la relazione fra questo semplice ragionamento e lo<br \/>\nstudio delle stelle variabili in astronomia? Questo \u00e8 un punto fondamentale:<br \/>\nogni qualvolta abbiamo un sistema gravitazionalmente legato, per quanto complesso,<br \/>\nil tempo scala di qualunque fenomeno \u00e8 in relazione precisa con altre<br \/>\ncaratteristiche fisiche del sistema (dimensione, densit\u00e0, ecc.). La relazione<br \/>\nnei casi reali pu\u00f2 anche essere, e nella realt\u00e0 spesso \u00e8, molto complessa da<br \/>\nesplicitare ma comunque esiste. Questo implica che ogni qualvolta in<br \/>\nastrofisica siamo in grado di identificare un fenomeno periodico dalla durata<br \/>\ndel fenomeno sono, almeno in linea di principio, deducibili informazioni su<br \/>\nparametri fisici come le dimensioni reali del sistema stesso. A titolo<br \/>\nesemplificativo, sempre nel caso del nostro semplice esempio precedente, essendo<br \/>\nla densit\u00e0<span style=\"\">\u00a0 <\/span><b>d ~ m\/r<sup>3<\/sup><\/b><span style=\"font-weight: normal;\">, la relazione precedente ci dice che per un sistema<br \/>\ngravitazionalmente legato il tempo scala di qualunque oscillazione \u00e8 in<br \/>\nrelazione inversa con la radice della densit\u00e0 media del sistema:<\/span><\/p>\n<p align=\"center\" class=\"p1\" style=\"text-align: center;\"><b>T ~ 1\/&#8730;d<o:p _moz-userdefined=\"\"\/><\/b><\/p>\n<p class=\"p1\">Le cause per la variabilit\u00e0 stellare sono le pi\u00f9 molteplici. Nel caso<br \/>\ndelle stelle cefeidi si tratta di oscillazioni indotte da un equilibrio<br \/>\nprecario negli strati esterni di stelle dove abbiamo materiale in fase di<br \/>\nionizzazione. Ioni non completamente ionizzati infatti offrono una notevole<br \/>\nsezione d\u2019urto per i fotoni emessi nell\u2019interno stellare in migrazione verso<br \/>\nl\u2019esterno. Di conseguenza il materiale ionizzato soffrir\u00e0 della pressione della<br \/>\nradiazione e tender\u00e0 ad espandersi verso l\u2019esterno aumentando quindi il raggio<br \/>\ndella stella, la sua luminosit\u00e0, e diminuendo in genere la temperatura<br \/>\nfotosferica (il colore diventa pi\u00f9 rosso). Tuttavia gli strati in questione<br \/>\nverso l\u2019esterno sentiranno un flusso di radiazione inferiore, saranno pi\u00f9<br \/>\nfreddi, e quindi tenderanno a ricombinare alcuni elettroni ed allo stesso tempo<br \/>\na sentire dell\u2019attrazione gravitazionale che li riporter\u00e0 verso l\u2019interno instaurando<br \/>\nun ciclo. Naturalmente il fenomeno \u00e8 di notevole complessit\u00e0 anche se lo<br \/>\nscenario delineato \u00e8 corretto nei termini generali. <\/p>\n<p class=\"p1\">Tuttavia quello che a noi importa \u00e8 che in alcune strutture<br \/>\nstellari, per varie cause, si instaurano fenomeni di oscillazione non<br \/>\nnecessariamente solo di tipo radiale. Qualche informazione in pi\u00f9 sulla fisica<br \/>\ndelle variabili cefeidi pu\u00f2 essere, per esempio, desunta dal sito <a href=\"http:\/\/www.otticademaria.it\/astro\/cefeidi.html\">http:\/\/www.otticademaria.it\/astro\/cefeidi.html<\/a>.<\/p>\n<p class=\"p1\">A questo punto quindi abbiamo tutte le informazioni necessarie. In<br \/>\ngenerale, per le variabili cefeide ma anche di altre famiglie, gli astronomi<br \/>\nmettono in relazione il periodo di variabilit\u00e0 con la luminosit\u00e0 assoluta ed il<br \/>\ncolore, i quali dipendono dalle dimensioni fisiche della stella, la massa e la<br \/>\ncomposizione chimica. Supponendo di avere un campione di stelle a distanza<br \/>\nnota, \u00e8 possibile calibrare queste relazioni note come Periodo-Luminosit\u00e0 (PL)<br \/>\no Periodo-Colore-Luminosit\u00e0 (PLC) ottenendo quindi un potente indicatore di<br \/>\ndistanza. Un accenno ad alcune delle applicazioni pi\u00f9 eleganti di queste<br \/>\ntecniche per variabili di varie famiglie \u00e8 quello della tecnica di<br \/>\nBaade-Wesseling gi\u00e0 discussa in una risposta di <a href=\"..\/..\/\">Via Lattea<\/a> (<a href=\"http:\/\/www.vialattea.net\/esperti\/php\/risposta.php?num=6497\">http:\/\/www.vialattea.net\/esperti\/php\/risposta.php?numero=6497<\/a>).<\/p>\n<p class=\"p1\">Per informazioni pi\u00f9 specifiche posso consigliare, a livello<br \/>\nuniversitario, l\u2019ottimo \u201cAstrofisica Stellare\u201d, di Vittorio Castellani (Ed.<br \/>\nZanichelli).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>[&#8230;]<\/p>\n","protected":false},"author":181,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[21],"tags":[],"class_list":["post-2387","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-stelle-e-buchi-neri"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2387","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/users\/181"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2387"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2387\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2387"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2387"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2387"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}