SPETTROSCOPIA 2019 - Betelgeuse

Da Associazione Astrofili di Piombino.

(Differenze fra le revisioni)
(Nuova pagina: <br> '''SPETTRI RIPRESI IL 25 DICEMBRE 2019''' <br> <br> * '''Spettro della stella Scheat - Beta Pegasi.''' <br> Immagine:Scheat_-_Beta_Pegasi_2019_rsz.jpg <br> <br> * file origin...)
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* '''Spettri delle stelle Betelgeuse e Sigma Ori E.'''
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* '''Spettro della stella Scheat - Beta Pegasi.'''
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[[Immagine:SigmaOri_Betelgeuse_spettri_25-12-2019_web.jpg]]
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* file originale ad alta risoluzione :
* file originale ad alta risoluzione :
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- http://www.astropiombino.org/images/f/fd/Scheat_-_Beta_Pegasi_2019.jpg
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- http://www.astropiombino.org/images/b/b8/SigmaOri_Betelgeuse_spettri_25-12-2019.jpg
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- '''Scheat (Beta Pegasi): spettro ripreso nel mese di agosto 2019''' <br>
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L’immagine riporta i due spettri di '''Betelgeuse''' e di '''Sigma Ori E''', rispettivamente. Poiché abbiamo cambiato il grating rispetto agli spettri ad alta risoluzione ripresi nei mesi scorsi, gli spettri sono ora a bassa risoluzione in modo da poter vedere tutto lo spettro. <br>
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Gli spettri delle due stelle sono diversissimi: '''Betelgeuse''' è una gigante rossa di classe M, quindi è molto fredda e ha il massimo della sua emissione nella parte rossa. Le enormi bande di assorbimento sono bande molecolari, infatti la bassa temperatura della fotosfera permette la creazione di molecole di ossidi di titanio e ossidi di vanadio. <br>
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Invece '''Sigma Ori E''' ha uno spettro molto più "pulito" in quanto le alte temperature ionizzano buona parte degli elementi ed inoltre non permette la creazione di molecole. Si vedono alcuni assorbimenti dovuti all'elio (e infatti questa stella è chiamata "helium-rich"). Presenta un fortissimo campo magnetico che crea una variabilità di circa un giorno. La linea poco dopo i 6500 Angstrom è l'H-alpha: notate come sia una linea "complessa", infatti presenta le parti esterne in emissione, mentre il centro è in assorbimento. Questo fenomeno si chiama "self-absorption". Le righe intorno ai 7000 Angstrom sono invece telluriche, create dalla nostra atmosfera.<br>
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Illustriamo l'elaborazione finale dello spettro della stella Scheat, ovvero Beta Pegasi.<br>
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- '''Betelgeuse''' e '''Sigma Ori E''' su Wikipedia : <br>
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* https://it.wikipedia.org/wiki/Betelgeuse
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* https://it.wikipedia.org/wiki/Sigma_Orionis
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(Sigma Orionis è una stella multipla vicino alla nota nebulosa "Testa di Cavallo", situata sotto Alnitak, la prima stella della cintura di Orione)
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E' una stella di classe MII, ovvero una classe "fredda". Infatti la sua temperatura superficiale è molto bassa, in quanto si attesta attorno ai 3.700 °K, contro i 5.800 del Sole. <br>
 
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Si tratta quindi una gigante rossa, vicino alla fine della sua vita. <br>
 
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La luminosità si attesta attorno a 1500 volte quella del Sole, presenta un raggio 95 volte maggiore e una massa di 6 volte maggiore. <br>
 
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Lo spettro è tipico delle giganti rosse: sono presenti moltissime righe in assorbimento.<br>
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Quella più profonda è segnata dal rettangolo rosso in trasparenza. Si tratta della riga H-alpha, ovvero la riga più intensa dell'idrogeno.<br>
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Le altre righe sono in massima parte create dal ferro. <br>
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Betelgeuse si sta affievolendo. Potrebbe esplodere generando una Supernova, ma non si sa quando accadrà (molto presto rispetto alle stelle come il Sole, ma comunque in tempi "astronomici", probabilmente tra oltre 100.000 anni !).
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Come mai l'idrogeno è comunque così debole se paragonato alle altre righe del ferro? <br>
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Siccome la stella è composta principalmente da idrogeno, non dovrebbe essere estremamente più profonda? <br>
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Questo sarebbe vero, ma bisogna tenere anche conto della temperatura della stella. <br>
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La temperatura è così bassa che la stella non riesce più ad eccitare la transizione dell'idrogeno, mentre riesce molto più facilmente a eccitare quelle del ferro (sono meno energetiche). <br>
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Quindi è un fatto dovuto esclusivamente alla temperatura: quando la stella si raffredderà ancora di più le righe dell'idrogeno spariranno lasciando il posto alle bande molecolari: infatti a temperature molto basse iniziano a crearsi delle molecole nell'atmosfera stellare (come ossido di titanio, TiO, e ossido di zirconio, ZrO) che oscurano totalmente le righe atomiche. <br>
 
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Alcuni approfondimenti :
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- Beta Pegasi su Wikipedia : <br>
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* https://accademiadellestelle.org/limpressionante-spegnimento-di-betelgeuse/
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* https://it.wikipedia.org/wiki/Scheat
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* https://earthsky.org/space/betelgeuse-fainting-probably-not-about-to-explode
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* '''Spettri della stella Sigma Orionis.'''
 
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[[Immagine:NaD_HeLines_02-01-19_1024px.JPG]]
 
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* file originale ad alta risoluzione :
 
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- http://www.astropiombino.org/images/6/6e/NaD_HeLines_02-01-19.jpg
 
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* '''Betelgeuse : confronto tra gli spettri del 2017 e del 2019.'''
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- '''NaD_He Lines''' <br>
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La linea blu del grafico più ampio è lo spettro del 2017; il grafico di minori dimensioni con le linee più chiare è quello del 2019 (che contiene anche Sigma Ori E.).
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Lo spettro della stella è stato ripreso per circa mezz'ora nei dintorni della riga dell'elio a 5875 Angstrom. <br>
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Si vede molto bene la riga larga dell'elio, che appartiene alla stella. Inoltre si vedono le due linee del sodio neutro a 5889 Å e a 5895 Å dovute al mezzo interstellare.  <br>
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La diversa larghezza che si vede fra l'elio e il sodio indica che in questi due sistemi (mezzo interstellare e stella) avvengono fenomeni fisici completamente diversi.  <br>
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La riga dell'elio è molto più larga, questo perché la stella ruota piuttosto velocemente su sé stessa, e questo causa un allargamento della riga (rotational broadening). <br>
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Inoltre la temperatura alta della stella produce un allargamento intrinseco della riga. <br>
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Di contro le righe in assorbimento del mezzo interstellare "sondano" una situazione fisica nettamente diversa: bassissime temperature (pochi Kelvin) e ovviamente nessuna rotazione. Le linee appaiono quindi molto più strette. <br>
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Nella figura sono presenti due spettri: quello realizzato a Piombino (indicato con la sigla LHIRESIII) e uno di confronto dell'ESO (European Southern Observatory, sulla Ande, in Cile, indicato con la sigla ESO UVES). A parte la risoluzione differente, gli spettri sono ben compatibili. <br>
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Lo strumento UVES è installato sul VLT (Very Large Telescope), Cerro Paranal : <br>
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https://www.eso.org/sci/facilities/paranal/instruments/uves.html
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[[Immagine:Betelgeuse_2017_-_2019_spettri_web.jpg]]
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[[Immagine:AtmLines_02-01-191024px.JPG]]
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* file originale ad alta risoluzione :
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- http://www.astropiombino.org/images/b/b6/Betelgeuse_2017_-_2019_spettri.jpg
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L'affievolimento della stella più nota della costellazione di Orione sta suscitando molto interesse nell'ambiente astrofilo. <br>
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Abbiamo pensato di mettere a confronto lo spettro ripreso nel mese di maggio del 2017 con quello ripreso il 25/12/2019 per evidenziare le differenze.
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* file originale ad alta risoluzione :
 
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- http://www.astropiombino.org/images/8/84/AtmLines_02-01-19.jpg
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Le piccole differenze nelle righe potrebbero essere significative, tuttavia l’intervallo di tempo tra le due riprese è troppo breve per osservare variazioni importanti nella stella. Nella fase in cui si trova Betelgeuse i tempi scala sono dell'ordine delle migliaia di anni! <br>
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Comunque Betelgeuse è una variabile, quindi qualche piccolo cambiamento è fisiologico. <br>
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Il calo di luminosità non è dovuto, con tutta probabilità, a vere e proprie instabilità fisiche che precedono l'esplosione ma più verosimilmente ad una sovrapposizione di minimi dei vari periodi di variabilità. <br>
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Se minimi relativi a diversi periodi di variabilità si verificano nello stesso momento, si osservano minimi di luminosità molto profondi. <br>
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- '''Atm Lines''' <br>
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Gli spettri del 2017 sono pubblicati su questa pagina : <br>
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Si vede un interessante sistema di linee pressoché equispaziate (ben confrontabili con quelle dell’ESO), che però non appartengono alla stella, ma bensì sono causate dalla nostra atmosfera. <br>
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- http://www.astropiombino.org/index.php?title=SPETTROSCOPIA_maggio_2017
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In particolare questo sistema di linee è causato dall'ossigeno molecolare (O2) atmosferico.  
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* file originale ad alta risoluzione :
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http://www.astropiombino.org/images/a/ac/Betelgeuse.png
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Versione corrente


SPETTRI RIPRESI IL 25 DICEMBRE 2019

  • Spettri delle stelle Betelgeuse e Sigma Ori E.

Immagine:SigmaOri_Betelgeuse_spettri_25-12-2019_web.jpg

  • file originale ad alta risoluzione :

- http://www.astropiombino.org/images/b/b8/SigmaOri_Betelgeuse_spettri_25-12-2019.jpg

L’immagine riporta i due spettri di Betelgeuse e di Sigma Ori E, rispettivamente. Poiché abbiamo cambiato il grating rispetto agli spettri ad alta risoluzione ripresi nei mesi scorsi, gli spettri sono ora a bassa risoluzione in modo da poter vedere tutto lo spettro.
Gli spettri delle due stelle sono diversissimi: Betelgeuse è una gigante rossa di classe M, quindi è molto fredda e ha il massimo della sua emissione nella parte rossa. Le enormi bande di assorbimento sono bande molecolari, infatti la bassa temperatura della fotosfera permette la creazione di molecole di ossidi di titanio e ossidi di vanadio.
Invece Sigma Ori E ha uno spettro molto più "pulito" in quanto le alte temperature ionizzano buona parte degli elementi ed inoltre non permette la creazione di molecole. Si vedono alcuni assorbimenti dovuti all'elio (e infatti questa stella è chiamata "helium-rich"). Presenta un fortissimo campo magnetico che crea una variabilità di circa un giorno. La linea poco dopo i 6500 Angstrom è l'H-alpha: notate come sia una linea "complessa", infatti presenta le parti esterne in emissione, mentre il centro è in assorbimento. Questo fenomeno si chiama "self-absorption". Le righe intorno ai 7000 Angstrom sono invece telluriche, create dalla nostra atmosfera.

- Betelgeuse e Sigma Ori E su Wikipedia :

(Sigma Orionis è una stella multipla vicino alla nota nebulosa "Testa di Cavallo", situata sotto Alnitak, la prima stella della cintura di Orione)


Betelgeuse si sta affievolendo. Potrebbe esplodere generando una Supernova, ma non si sa quando accadrà (molto presto rispetto alle stelle come il Sole, ma comunque in tempi "astronomici", probabilmente tra oltre 100.000 anni !).

Alcuni approfondimenti :




  • Betelgeuse : confronto tra gli spettri del 2017 e del 2019.


La linea blu del grafico più ampio è lo spettro del 2017; il grafico di minori dimensioni con le linee più chiare è quello del 2019 (che contiene anche Sigma Ori E.).

Immagine:Betelgeuse_2017_-_2019_spettri_web.jpg

  • file originale ad alta risoluzione :

- http://www.astropiombino.org/images/b/b6/Betelgeuse_2017_-_2019_spettri.jpg


L'affievolimento della stella più nota della costellazione di Orione sta suscitando molto interesse nell'ambiente astrofilo.
Abbiamo pensato di mettere a confronto lo spettro ripreso nel mese di maggio del 2017 con quello ripreso il 25/12/2019 per evidenziare le differenze.

Le piccole differenze nelle righe potrebbero essere significative, tuttavia l’intervallo di tempo tra le due riprese è troppo breve per osservare variazioni importanti nella stella. Nella fase in cui si trova Betelgeuse i tempi scala sono dell'ordine delle migliaia di anni!
Comunque Betelgeuse è una variabile, quindi qualche piccolo cambiamento è fisiologico.
Il calo di luminosità non è dovuto, con tutta probabilità, a vere e proprie instabilità fisiche che precedono l'esplosione ma più verosimilmente ad una sovrapposizione di minimi dei vari periodi di variabilità.
Se minimi relativi a diversi periodi di variabilità si verificano nello stesso momento, si osservano minimi di luminosità molto profondi.


Gli spettri del 2017 sono pubblicati su questa pagina :
- http://www.astropiombino.org/index.php?title=SPETTROSCOPIA_maggio_2017

  • file originale ad alta risoluzione :

http://www.astropiombino.org/images/a/ac/Betelgeuse.png




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