Età e proprietà chimiche delle stelle giganti. Pubblicato su &A lo studio: “The Gaia-ESO survey: Calibrating a relationship between age and the [C/N] abundance ratio with open clusters” di G. Casali (INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri)

Nonostante la sua importanza per lo studio dell’evoluzione di stelle e galassie, l’età delle stelle è sempre stata una proprietà elusiva. Infatti, misure affidabili dell’età delle stelle sono ristrette ad alcuni casi specifici. Tra i vari metodi usati per stimarla, come lo studio dell’abbondanza del Litio, della cinematica stellare, delle pulsazioni interne analizzate con l’asterosismologia, della rotazione o dell’attività magnetica, uno dei più utilizzati è il confronto con modelli evolutivi delle stelle che sintetizzano osservabili quali magnitudini e colori. Questo metodo, però, richiede la conoscenza di altri parametri stellari, quali la distanza e l’estinzione, ed è usato tipicamente per le stelle in ammassi stellari dove queste quantità possono essere determinate.

 

Alternativamente, è stato proposto che il rapporto delle abbondanze di alcuni elementi chimici possano essere ottimi traccianti dell’età delle stelle in determinate fasi evolutive. Un esempio è il rapporto tra le abbondanze di carbonio ed azoto [C/N], efficace per le stelle giganti. Questi due elementi chimici sono prodotti nella catena CNO durante le fasi evolutive precedenti delle stelle. Durante la fase di gigante, lo sviluppo ed evoluzione della regione convettiva altera l’abbondanza chimica superficiale di questi, ed altri, elementi. Dato che la penetrazione della regione convettiva dipende dalla massa della stella, e che nella fase di gigante la massa dipende dall’età, il rapporto [C/N] in fotosfera può essere un tracciante dell’età delle stelle giganti.

 

Survey spettroscopiche ad alta risoluzione spettrale, che includono ammassi stellari contenenti stelle giganti, come la Gaia-ESO Survey ed Apogee, offrono una preziosa opportunità per calibrare la relazione tra il rapporto [C/N] e l’età stellare. Questo è lo scopo dello studio “The Gaia-ESO survey: Calibrating a relationship between age and the [C/N] abundance ratio with open clusters” di G. Casali (Università degli Studi di Firenze e INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri), recentemente pubblicato sulla rivista Astronomy and Astrophysics con la collaborazione degli astronomi di INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo Francesco Damiani, Loredana Prisinzano e Rosaria Bonito. Gli autori di questo studio hanno analizzato spettri ad alta risoluzione di stelle giganti appartenenti ad ammassi dall’età facilmente calcolabile tramite il confronto con i modelli evolutivi, allo scopo di misurarne le abbondanze di carbonio ed azoto e legare l’età stellare con il rapporto [C/N]. Gli autori dello studio hanno trovato una relazione lineare tra [C/N] ed il logaritmo dell’età, e, usando questa relazione,  hanno studiato le differenze di età tra le stelle che popolano le due componenti del disco della nostra Galassia (il disco sottile ed il disco spesso), e verificato la relazione tra età delle stelle e la loro metallicità (ossia l’abbondanza chimica di elementi pesanti rispetto l’idrogeno).

 

La figura (link) mostra la relazione lineare tra l’età degli ammassi stellari inclusi in questo studio (divisi per survey) ed il valore medio del rapporto [C/N] delle loro stelle giganti.

 

di Mario Giuseppe Guarcello  ( segui @mguarce)