La GAIA-ESO Survey e l’evoluzione chimica delle stelle. Pubblicato su MNRAS lo studio: “The Gaia-ESO Survey: evidence of atomic diffusion in M67?” di C. Bertelli Motta (ZAH)

La possibilita’ che stelle formate dalla stessa nube molecolare possano avere la stessa composizione chimica ha portato alcuni studiosi a cercare di identificare stelle provenienti da regioni di formazione stellare ormai dissolte attraverso studi delle loro abbondanze chimiche (chemical tagging theory, Freeman & Bland-Hawthorn 2002). Questa teoria presenta pero’ un problema: le abbondanze chimiche superficiali delle stelle cambiano considerevolmente durante l’evoluzione stellare.

 

Durante la fase di sequenza principale, nelle stelle di piccola massa gli elementi pesanti presenti nell’atmosfera stellare tendono a precipitare verso l’interno sotto l’effetto della forza di gravita’. Questo processo viene contrastato dalla pressione esercitata dalla radiazione che si propaga verso l’esterno della stella. L’efficienza di questo processo, chiamato diffusione atomica (Michaud, Alecian & Richer 2015) cresce con la massa della stella. Al termine della fase di presequenza, comunque, quando le stelle diventano delle gigante (turn-off, ossia l’eta’ a cui stelle di data massa lasciano la sequenza principale ed evolvono come giganti), la profondità’ della regione convettiva al loro interno cresce enormemente. Questo comporta un mescolamento degli elementi pesanti precedentemente depositati all’interno delle stelle, con la conseguenza che le abbondanze superficiali di stelle nella fase di gigante diventano nuovamente simili a quelle delle stelle all’inizio della loro fase di sequenza principale. 

 

Nello studio: “The Gaia-ESO Survey: evidence of atomic diffusion in M67?” di C. Bertelli Motta (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg), recentemente pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society con la collaborazione dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, le abbondanze chimiche delle stelle appartenenti all’ammasso stellare M67 sono calcolate utilizzando gli spettri ottenuti grazie alla Gaia-ESO Survey. Con un’eta’ di 3.75-4 miliardi di anni, M67 e’ un target perfetto per studiare l’evoluzione delle abbondanze chimiche stellari data la presenza sia di stelle in sequenza principale che stelle giganti. Gli autori hanno potuto calcolare le abbondanze superficiali di molti elementi (C, O, Mg, Al, Na, Si, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe e Ni), mostrando una diminuizione delle abbondanze con la massa delle stelle e la loro prossimità’ al turn-off. Inoltre, le stelle giganti dell’ammasso presentano abbondanze simili a quelle di stelle in ammassi molto più’ giovani, come NGC 6633, dove le abbondanze superficiali sono ancora simili a quelle primordiali. Considerati assieme, questi risultati mostrano che le abbondanze chimiche delle stelle in M67 sono influenzate dalla diffusione atomica.

 

La figura (link) mostra un’immagine ottica di M67